Biochemia Flashcards
Opisz struktury białek
Białka mają cztery poziomy struktury: I-rzędowa, II-rzędowa, III-rzędowa, IV-rzędowa.
I-rzędowa to sekwencja aminokwasów, II-rzędowa to układy przestrzenne (helisy, arkusze), III-rzędowa to całkowita struktura białka, a IV-rzędowa to interakcje między różnymi łańcuchami polipeptydowymi.
Opisz formy II-rzędowej struktury białek
Formy II-rzędowej struktury białek obejmują:
* α-helisy
* β-arkusze
* pętle i skręty
Opisz wiązania stabilizujące poszczególne struktury białek.
Wiązania stabilizujące struktury białek to:
* wiązania wodorowe
* wiązania jonowe
* oddziaływania hydrofobowe
* mostki disiarczkowe
Opisz zachowanie białek w roztworach
Białka w roztworach mogą:
* denaturować
* rozpuszczać się
* tworzyć kompleksy z innymi cząsteczkami
Opisz specyficzność względną działania enzymów – podaj przykłady.
Specyficzność względna enzymów oznacza, że enzymy mogą działać na różne substraty, ale preferują konkretne. Przykłady:
* amylaza - rozkłada różne rodzaje skrobi
* laktaza - rozkłada laktozę
Opisz specyficzność bezwzględną działania enzymów – podaj przykłady.
Specyficzność bezwzględna enzymów oznacza, że enzym działa tylko na jeden substrat. Przykłady:
* ureaza - działa tylko na mocznik
* pepsyna - działa tylko na białka
Opisz i przedstaw na wykresach inhibicję kompetycyjną reakcji enzymatycznej.
Inhibicja kompetycyjna zachodzi, gdy inhibitor konkuruje z substratem o miejsce aktywne enzymu. Wzrost stężenia substratu może przezwyciężyć inhibicję.
Opisz i przedstaw na wykresach inhibicję niekompetycyjną reakcji enzymatycznej.
Inhibicja niekompetycyjna zachodzi, gdy inhibitor wiąże się z enzymem niezależnie od obecności substratu, co zmienia kształt enzymu i zmniejsza jego aktywność.
Wymień pięć różnic pomiędzy inhibitorem kompetycyjnym i niekompetycyjnym reakcji enzymatycznej.
Różnice:
* Inhibitor kompetycyjny konkuruje z substratem, niekompetycyjny nie
* Kompetycyjny można przezwyciężyć przez zwiększenie stężenia substratu, niekompetycyjny nie
* Kompetycyjny wpływa na Km, niekompetycyjny wpływa na Vmax
* Inhibitor kompetycyjny wiąże się z miejscem aktywnym, niekompetycyjny z innym miejscem
* Efekt kompetycyjny jest odwracalny przez substrat, niekompetycyjny jest trudniejszy do odwrócenia
Wymień i opisz cechy wspólne enzymów.
Cechy wspólne enzymów:
* Przyspieszają reakcje chemiczne
* Działają w określonych warunkach pH i temperatury
* Są specyficzne dla substratów
* Ulegają denaturacji w ekstremalnych warunkach
* Mogą być regulowane przez inhibitory i aktywatory
Opisz wiązania stabilizujące kompleksy enzym-substrat.
Wiązania stabilizujące kompleksy enzym-substrat to:
* wiązania wodorowe
* oddziaływania hydrofobowe
* wiązania jonowe
* mostki disiarczkowe
Wymień 10 koenzymów.
Koenzymy:
* NAD+
* FAD
* CoA
* TPP
* biotyna
* kwas foliowy
* witamina B6
* witamina B12
* NADP+
* ubichinon
Opisz transport elektronów w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym.
Transport elektronów w łańcuchu oddechowym zachodzi przez szereg kompleksów białkowych, które przenoszą elektrony z NADH i FADH2, generując gradient protonowy.
Opisz transport protonów w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym.
Transport protonów zachodzi wzdłuż błony wewnętrznej mitochondriów, gdzie protony są pompowane do przestrzeni międzybłonowej, co tworzy gradient elektrochemiczny.
Opisz mechanizm fosforylacji substratowej, podaj po jednym przykładzie z glikolizy i cyklu Krebsa.
Fosforylacja substratowa polega na przeniesieniu grupy fosforanowej na ADP, tworząc ATP. Przykłady:
* Glikoliza: przekształcenie 1,3-bisfosfoglicerynianu do 3-fosfoglicerynianu
* Cykl Krebsa: przekształcenie sukcynylo-CoA do bursztynianu
Opisz mechanizm fosforylacji oksydacyjnej według chemiosmotycznej teorii Mitchella, podaj po jednym przykładzie reakcji z glikolizy i cyklu Krebsa.
Fosforylacja oksydacyjna opiera się na chemiosmozie, gdzie gradient protonowy generowany przez transport elektronów napędza syntezę ATP. Przykłady reakcji:
* Glikoliza: NADH generowane podczas glikolizy
* Cykl Krebsa: FADH2 generowane podczas cyklu Krebsa
Wymień substancje rozkojarzające fosforylację oksydacyjną.
Substancje rozkojarzające:
* 2,4-dinitrofenol
* salicylan
* FCCP
* oligomycyna
Wymień substancje hamujące łańcuch oddechowy.
Substancje hamujące łańcuch oddechowy:
* rotenon
* amobarbital
* cyanek
* azotany
Opisz teorię chemiosmotyczną Mitchella funkcjonowania łańcucha oddechowego.
Teoria chemiosmotyczna Mitchella zakłada, że energia z transportu elektronów jest wykorzystywana do pompowania protonów przez błonę wewnętrzną mitochondriów, co generuje gradient protonowy, napędzający syntezę ATP.
Opisz budowę i funkcje poszczególnych kompleksów w łańcuchu oddechowym.
Kompleksy w łańcuchu oddechowym:
* Kompleks I: przenosi protony, utlenia NADH
* Kompleks II: przenosi elektrony z FADH2
* Kompleks III: przenosi protony, przekazuje elektrony do cytochromu c
* Kompleks IV: redukuje tlen, generując wodę
Opisz mechanizmy unieczynniania reaktywnych form tlenu w organizmie ludzkim.
Mechanizmy unieczynniania reaktywnych form tlenu obejmują:
* enzymy antyoksydacyjne (np. dysmutaza ponadtlenkowa)
* glutation
* witaminy C i E
* transportery elektronów
Wymień nazwy enzymów uczestniczących w glikolizie.
Enzymy uczestniczące w glikolizie:
* heksokinaza
* fosfofruktokinaza
* aldolaza
* dehydrogenaza 3-fosfoglicerynowego
* kinaza pirogronianowa
Wymień nazwy metabolitów powstających w glikolizie.
Metabolity powstające w glikolizie:
* glukoza-6-fosforan
* fruktozo-1,6-bisfosforan
* dihydroksyaceton
* pirogronian
Wymień nazwy enzymów uczestniczących w cyklu Krebsa.
Enzymy uczestniczące w cyklu Krebsa:
* cytrynianowa syntaza
* akonitaza
* dehydrogenaza izocytrynianowa
* dehydrogenaza α-ketoglutaranowa
* syntaza bursztynianowa
Wymień nazwy metabolitów powstających w cyklu Krebsa.
Metabolity powstające w cyklu Krebsa:
* cytrynian
* izocytrynian
* α-ketoglutaran
* bursztynian
* malonian
Opisz przebieg procesu glikolizy tlenowej.
Glikoliza tlenowa polega na rozkładzie glukozy do pirogronianu w obecności tlenu, generując NADH i ATP.
Opisz przebieg Cyklu Krebsa.
Cykl Krebsa przekształca acetylo-CoA w CO2 i H2O, generując NADH, FADH2 oraz ATP.
Opisz proces glikogenogenezy.
Glikogenogeneza to proces syntezy glikogenu z glukozy, zachodzący głównie w wątrobie i mięśniach, regulowany przez insulinę.
Opisz proces glikogenolizy.
Glikogenoliza to proces rozkładu glikogenu do glukozy, zachodzący w wątrobie i mięśniach pod wpływem hormonów takich jak glukagon i adrenalina.
Opisz glikolizę beztlenową.
Glikoliza beztlenowa polega na przekształceniu glukozy w pirogronian w warunkach beztlenowych, generując ATP i kwas mlekowy.
Opisz proces oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu.
Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu przekształca pirogronian w acetylo-CoA, generując NADH i CO2, zachodzi w mitochondriach.
Przedstaw bilans energetyczny utleniania glukozy do CO2 i H2O.
Bilans energetyczny utleniania glukozy:
* 1 cząsteczka glukozy produkuje 36-38 moli ATP
* produkty to CO2 i H2O
Opisz proces glukoneogenezy.
Glukoneogeneza to proces syntezy glukozy z prekursorów niecukrowych, zachodzący głównie w wątrobie, regulowany przez hormon kortyzol.
Opisz metabolizm fruktozy.
Metabolizm fruktozy obejmuje jej przekształcenie do glukozy i kwasu moczowego, a także wpływa na poziom insuliny.
Opisz metabolizm galaktozy.
Metabolizm galaktozy polega na jej przekształceniu w glukozę, co jest niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Wymień pochodne cukrów prostych biorące udział w syntezie glikozoaminoglikanów.
Pochodne cukrów prostych:
* kwas hialuronowy
* chondroityna
* heparyna
* keratansiarczan
Wymień 4 substraty wykorzystywane w procesie glukoneogenezy.
Substraty w glukoneogenezie:
* mleczan
* glicerol
* aminokwasy
* propionian
Opisz budowę i trawienie disacharydów.
Disacharydy składają się z dwóch monosacharydów połączonych wiązaniami glikozydowymi. Trawienie zachodzi przez enzymy, takie jak laktaza i sacharaza.
Opisz budowę i trawienie skrobi.
Skrobia to polisacharyd zbudowany z jednostek glukozy. Trawienie skrobi zaczyna się w jamie ustnej przez amylazę, a kontynuuje w jelicie cienkim.
Opisz i przedstaw na schemacie metabolizm białek i aminokwasów.
Metabolizm białek obejmuje ich rozkład do aminokwasów, które mogą być przekształcane w inne związki, takie jak glukoza lub ciała ketonowe.
Opisz metabolizm białek i powstawanie puli wolnych aminokwasów.
Metabolizm białek polega na ich degradacji do wolnych aminokwasów, które mogą być używane do syntezy nowych białek lub jako źródło energii.
Opisz rozpad białek wewnątrzkomórkowych.
Rozpad białek wewnątrzkomórkowych zachodzi głównie w proteasomach i lizosomach, gdzie białka są degradowane do aminokwasów.
Opisz rozpad białek pozakomórkowych.
Rozpad białek pozakomórkowych zachodzi w wyniku działania enzymów proteolitycznych w przewodzie pokarmowym.
Opisz rozpad białek pokarmowych.
Rozpad białek pokarmowych zachodzi w przewodzie pokarmowym, gdzie enzymy trawienne, takie jak pepsyna i trypsyna, przekształcają białka w aminokwasy.
Wymień źródła metaboliczne wolnych aminokwasów.
Źródła wolnych aminokwasów:
* dieta
* rozpad białek
* synteza de novo
Opisz cykl mocznikowy.
Cykl mocznikowy to proces detoksykacji amoniaku, w którym amoniak jest przekształcany w mocznik w wątrobie.
Opisz przemianę aminokwasów glukogennych na wybranym przykładzie.
Aminokwasy glukogenne są przemieniane w glukozę, np. alanina, która może być przekształcana w glukozę w wątrobie.
Opisz przemianę aminokwasów ketogennych na wybranym przykładzie.
Aminokwasy ketogenne, takie jak leucyna, są przekształcane w ciała ketonowe, które mogą być używane jako źródło energii.
Opisz przemianę aminokwasów glukoketogennych na wybranym przykładzie.
Aminokwasy glukoketogenne, takie jak izoleucyna, mogą być przekształcane zarówno w glukozę, jak i w ciała ketonowe.
Wymień związki biologicznie czynne powstające z aminokwasów.
Związki biologicznie czynne z aminokwasów:
* neurotransmitery (np. dopamina)
* hormony (np. insulina)
* kreatyna
* histamina
Opisz strukturę II-rzędową DNA oraz 4 dowody na jej istnienie.
II-rzędowa struktura DNA to podwójna helisa. Dowody:
* X-ray diffrakcja
* modele Watsona i Cricka
* analiza spektroskopowa
* badania nad replikacją
Opisz mechanizm powstawania i potranskrypcyjną modyfikację mRNA w komórce prokariotycznej.
W prokariotycznych komórkach mRNA powstaje przez transkrypcję DNA, a modyfikacje obejmują:
* dodanie czapeczki 5’
* poliadenylacja 3’
* splicing
Opisz mechanizm powstawania i potranskrypcyjną modyfikację mRNA w komórce eukariotycznej.
W komórkach eukariotycznych mRNA powstaje przez transkrypcję DNA, z modyfikacjami:
* dodanie czapeczki 5’
* poliadenylacja 3’
* splicing intronów
Opisz krótko i przedstaw na schemacie inicjację translacji u Procariota.
Inicjacja translacji u prokariotów rozpoczyna się od zespołu rybosomalnego, który wiąże się z mRNA i tRNA, prowadząc do syntezy białka.
Opisz krótko i przedstaw na schemacie elongację translacji u Procariota.
Elongacja translacji u prokariotów polega na przyłączaniu kolejnych tRNA do rybosomu, co prowadzi do wydłużania łańcucha polipeptydowego.
Wymień pełne oraz skrócone nazwy nukleotydów purynowych.
Nukleotydy purynowe:
* adenina (A)
* guanina (G)
Wymień pełne nazwy oraz skróty nukleotydów pirymidynowych.
Nukleotydy pirymidynowe:
* cytozyna (C)
* tymina (T)
* uracyl (U)
Opisz proces potranslacyjnej modyfikacji białka u Eucariota.
Potranslacyjna modyfikacja białka u eukariotów może obejmować:
* fosforylację
* glikozylację
* ubikwitynację
Wymień wszystkie aktywności syntazy kwasów tłuszczowych.
Aktywności syntazy kwasów tłuszczowych:
* acylotransferaza
* kondensaza
* reduktaza
* dehydrataza
* enolaza
Wymień 5 najczęściej spotykanych składników alkocholowych fosfolipidów.
Składniki alkoholowe fosfolipidów:
* glicerol
* etanolamina
* cholina
* sfingozyna
* kwas fosfatydowy
Opisz proces aktywacji kwasów tłuszczowych.
Aktywacja kwasów tłuszczowych polega na przekształceniu kwasu tłuszczowego w acylo-CoA, co umożliwia ich wprowadzenie do mitochondriów.
Opisz trawienie tłuszczów w przewodzie pokarmowym.
Trawienie tłuszczów zachodzi głównie w jelicie cienkim, gdzie enzymy, takie jak lipazy, rozkładają triglicerydy na kwasy tłuszczowe i glicerol.
Opisz różne kierunki przemiany acetylo CoA.
Acetylo-CoA może być przekształcane w:
* kwasy tłuszczowe
* ciała ketonowe
* cykl Krebsa
* cholesterol
Opisz transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych do mitochondrium.
Transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych do mitochondrium zachodzi przez karnitynę, która przenosi acylo-CoA przez błonę mitochondrialną.
Wymień 5 przykładów kwasów tłuszczowych nasyconych.
Przykłady kwasów tłuszczowych nasyconych:
* kwas palmitynowy
* kwas stearynowy
* kwas laurynowy
* kwas mirystynowy
* kwas kaprylowy
Wymień 5 przykładów kwasów tłuszczowych nienasyconych.
Przykłady kwasów tłuszczowych nienasyconych:
* kwas oleinowy
* kwas linolowy
* kwas alfa-linolenowy
* kwas arachidonowy
* kwas eikozapentaenowy
Opisz trawienie kwasów tłuszczowych w komórkach.
Trawienie kwasów tłuszczowych w komórkach zachodzi przez β-oksydację w mitochondriach, przekształcając kwasy tłuszczowe w acetylo-CoA.
Przedstaw bilans energetyczny utleniania palmitynianu.
Bilans energetyczny utleniania palmitynianu:
* 1 cząsteczka palmitynianu generuje 106 moli ATP.
Opisz syntezę kwasów tłuszczowych.
Synteza kwasów tłuszczowych zachodzi w cytoplazmie, gdzie acetylo-CoA jest przekształcane w kwasy tłuszczowe przez działanie syntazy kwasów tłuszczowych.
Wymień 3 źródła pochodzenia kwasów tłuszczowych.
Źródła kwasów tłuszczowych:
* dieta
* synteza de novo
* mobilizacja z tkanki tłuszczowej
Opisz proces syntezy ciał ketonowych.
Synteza ciał ketonowych zachodzi w wątrobie z acetylo-CoA w warunkach głodzenia lub w trakcie intensywnego wysiłku fizycznego.
Opisz proces rozpadu ciał ketonowych.
Rozpad ciał ketonowych zachodzi w tkankach, gdzie są przekształcane w acetylo-CoA, które może być wykorzystane w cyklu Krebsa.
Wymień wszystkie metabolity występujące w procesie syntezy kwasów tłuszczowych.
Metabolity w syntezie kwasów tłuszczowych:
* acetylo-CoA
* malonylo-CoA
* palmitynian
* kwas oleinowy
* kwas stearynowy
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku przemiany 1,5 mola fruktozo-1,6-bis-fosforanu do acetylo~S-CoA?
W wyniku przemiany 1,5 mola fruktozo-1,6-bis-fosforanu do acetylo~S-CoA powstaje 6 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku przemiany 1,5 mola fruktozo-1,6-bis-fosforanu do CO2 i H2O.
W wyniku przemiany 1,5 mola fruktozo-1,6-bis-fosforanu do CO2 i H2O powstaje 18 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku przemiany 1,5 mola aldehydu 3-fosfoglicerynowego do CO2 i H2O.
W wyniku przemiany 1,5 mola aldehydu 3-fosfoglicerynowego do CO2 i H2O powstaje 6 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku utleniania 9 g mleczanu do acetylo CoA.
W wyniku utleniania 9 g mleczanu do acetylo CoA powstaje 3 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku utleniania 180 g mleczanu do acetylo CoA.
W wyniku utleniania 180 g mleczanu do acetylo CoA powstaje 20 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku przemiany 0,5 mola aldehydu 3-fosfoglicerynowego do CO2 i H2O?
W wyniku przemiany 0,5 mola aldehydu 3-fosfoglicerynowego do CO2 i H2O powstaje 2 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku β-oksydacji 0,3 mola laurynylo-CoA (12C)?
W wyniku β-oksydacji 0,3 mola laurynylo-CoA powstaje 3 moli ATP.
Oblicz, ile moli ATP powstanie w wyniku β-oksydacji 2 moli laurynylo-CoA (12 C)?
W wyniku β-oksydacji 2 moli laurynylo-CoA powstaje 12 moli ATP.
Oblicz, ile milimoli NADPH+H+ potrzeba do biosyntezy 2 mikromoli kwasu arachidowego (20 C) z aktywnego octanu?
Do biosyntezy 2 mikromoli kwasu arachidowego potrzeba 10 milimoli NADPH+H+.
