Biochemia def. Flashcards
cysteina
endogenny aminokwas wchodzący w skład wielu białek. Należy (wraz z metioniną) do tzw. aminokwasów siarkowych. Cysteina może tworzyć mostki dwusiarczkowe (por. cystyna).
(skrót: Cys lub C)
cystyna
aminokwas powstający w wyniku połączenia dwóch cząsteczek cysteiny mostkiem dwusiarczkowym. Cystyna jest więc dimerem.
hydratacja
(biol.) w roztworach wodnych proces przyłączania cząsteczek wody do cząsteczek innych substancji. Generalnie hydratacja jest skutkiem elektrostatycznego przyciągania się polarnych cząsteczek wody i jonów lub wody i polarnych cząsteczek substancji rozpuszczonej.
hydroliza enzymatyczna
roces w ramach trawienia, który powoduje rozpad makrocząsteczek z pożywienia z udziałem wody (katalizowany przez odpowiednie hydrolazy).
hydroliza
chemiczny proces zrywania wiązań w cząsteczkach przy udziale wody, prowadzi do rozkładu polimerów na monomery.
indukowane dopasowanie
wywołana przyłączeniem substratu zmiana kształtu miejsca aktywnego enzymu, powodująca ściślejsze dopasowanie (“objęcie”) substratu. Teoria indukcyjnego dopasowania najlepiej tłumaczy obniżenie energii aktywacji w reakcjach katalizowanych enzymatycznie.
inhibitor kompetycyjny
substancja, która hamuje aktywność enzymu, łącząc się z jego miejscem aktywnym. Ma budowę podobną do substratu. Zwiększenie stężenia substratu znosi efekt hamowania.Ważne: przy dużych różnicach powinowactwa do miejsca aktywnego znoszenie efektu może być problematyczne (w warunkach fizjologicznych).
Nieformalnie: konkurowanie podobnych substancji o to samo miejsce aktywne.
interferony
grupa białek, które mają własności antywirusowe lub regulujące odporność. Są wytwarzane i uwalniane przez komórki ciała jako odpowiedź na obecność patogenów (głównie wirusów), jak również przez komórki nowotworowe. Interferony zapewniają komunikację pomiędzy komórkami ciała, w celu zwalczenia patogenów, poprzez uruchomienie mechanizmów obronnych systemu immunologicznego.
Nazwa pochodzi od możliwości wpływania (ang. interfere; por. interferencja) na proces replikacji wirusów wewnątrz komórek organizmu. Przykładowe inne funkcje interferonów:
aktywują komórki układu immunologicznego (komórki NK oraz makrofagi),
wzmacniają odporność zdrowych komórek na zainfekowanie wirusem,
hamują namnażanie się wirusów poprzez hamowanie syntezy ich białek.
informacyjny RNA
typ RNA syntezowany na matrycy DNA, który przyłącza się do rybosomów w cytoplazmie i określa pierwszorzędową strukturę białka.
inhibitor niekompetycyjny
substancja, która hamuje aktywność enzymu przez przyłączenie się do niego w miejscu innym niż miejsce aktywne. Przyłączenie takiej cząsteczki zmienia kształt enzymu i unieczynnia miejsce aktywne. Zwiększanie stężenia substratu nie znosi efektu.
kadaweryna
związek organiczny, który jest produktem dekarboksylacji aminokwasu – lizyny. Powstaje w procesach gnilnych, np. mięsa, a także jako produkt metabolizmu bakterii. Jest trująca i ma silny, nieprzyjemny zapach rozkładających się zwłok (stąd zaliczono ją do tzw. trupich jadów).
karboksylacja
pierwsza z trzech faz cyklu Calvina, w której CO2 przyłączany jest do rybulozo-1,5-bisfosforanu. W efekcie powstają dwie cząsteczki 3-fosfoglicerynianu.
katabolizm
ogół reakcji chemicznych prowadzących do rozpadu złożonych związków chemicznych na prostsze cząsteczki. Reakcje kataboliczne przebiegają z wyzwalaniem energii (-ΔG), która wykorzystywana jest do syntezy związków chemicznych, transportu substancji przez błony komórkowe, wykonywania pracy mechanicznej, a czasem także do utrzymywania stałej temperatury ciała.
Kierunek przemian metabolicznych, który jest przeciwieństwem anabolizmu.
Przykłady procesów katabolicznych: oddychanie komórkowe (tlenowe, beztlenowe i fermentacja), beta-oksydacja, rozkład sacharydów, lipidów i białek.
ketoza
por. sacharyd
związek organiczny będący wielohydroksylowym aldehydem (aldozą), ketonem (ketozą) lub ich pochodną. Sacharydy występują jako cukry proste (monosacharydy), oligosacharydy (2-10) lub polisacharydy (polimery o n>10). Sacharydy stanową ok. 80% suchej masy roślin i tylko ok. 2-3% suchej masy zwierząt.
koagulacja
proces polegający na łączeniu się cząstek fazy rozproszonej koloidu w większe agregaty tworzące fazę ciągłą o nieregularnej strukturze. W wyniku koagulacji koloidów białkowych może następować zjawisko żelowania (tworzenia stanu żel). Koagulacja tych koloidów może też następować na skutek wysalania.
kalmodulina
niskocząsteczkowe, termostabilne białko modulatorowe, występujące powszechnie w komórkach eukariontów. Kalmodulina ulega aktywacji poprzez związanie czterech jonów wapnia (Ca2+), co powoduje zmianę jej konformacji. Reakcja jest odwracalna i decydującym czynnikiem są tu zmiany stężenia jonów wapnia w komórce.
Kompleks kalmodulina–Ca2+ łączy się i stymuluje działanie wielu enzymów, np. Ca2+-ATPazy, H+-ATPazy i niektórych kinaz białkowych. Kalmodulina jest więc czynnikiem, który odgrywa istotną rolę w regulacji niektórych czynności komórki.
karotenoidy
barwniki towarzyszące (żółte, pomarańczowe), występujące w chloroplastach roślin i w niektórych komórkach prokariotycznych. Przez absorbowanie fali świetlnej o długości, której nie może pobrać chlorofil, karotenoidy poszerzają spektrum barw napędzających proces fotosyntezy. Pełnią też funkcje przeciwutleniaczy.
Grupy: karoteny i ksantofile.
katalizator
czynnik chemiczny, który przyspiesza tempo reakcji, nie będąc w niej zużywany.
kinazy
grupa enzymów należących do klasy transferaz. Katalizują reakcję przeniesienia grupy fosforanowej ze związku wysokoenergetycznego (np. ATP) na właściwą cząsteczkę docelową (np. cukier, białko, nukleozyd i nukleotyd). Reakcja ta nazywa się reakcją fosforylacji.
Przykład: heksokinaza przeprowadzająca fosforylację glukozy do glukozo-6-fosforanu w glikolizie.
Uwaga: odwrotny proces – defosforylacja, katalizowany jest przez enzymy z grupy fosfataz.
koenzym
organiczna, niebiałkowa cząsteczka spełniająca rolę enzymatycznego kofaktora. Wchodzi w skład miejsca aktywnego niektórych enzymów. Z częścią białkową enzymu jest związany nietrwale (niekowalencyjnie). Rolę koenzymów w reakcjach metabolicznych spełnia wiele witamin.
Podczas reakcji koenzym spełnia rolę przenośnika elektronów, atomów lub grup chemicznych.
koenzym A
przenośnik grup acylowych (w tym acetylowej) w komórkach. Koenzym A uczestniczy w utlenianiu sacharydów (reakcja oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianiu) oraz w utlenianiu i syntezie kwasów tłuszczowych.
Cząsteczkę koenzymu A związaną z resztą acylową nazywa się acylokoenzymem A (acylo-CoA). Najważniejszym z takich połączeń jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA).
kolagen
glikoproteina zawarta w substancji międzykomórkowej komórek zwierzęcych, która tworzy silne włókna znajdowane głównie w tkance łącznej i kościach; najpowszechniejsze białko w królestwie zwierząt.
białko
funkcjonalna cząsteczka biologiczna składająca się z jednego lub więcej polipeptydów zwiniętych w specyficzną trójwymiarową strukturę.
kompleks enzym-substrat
czasowy kompleks tworzący się w momencie, gdy enzym łączy się z cząsteczką substratu.
konformacja
przestrzenny układ atomów w cząsteczce chemicznej, który może się zmieniać. W wirusach i w organizmach konformacja przyjmowana przez białka i DNA ma decydujący wpływ na ich aktywność biologiczną.
ksantofile
grupa organicznych związków chemicznych, barwników roślinnych należących do karotenoidów (są tlenowymi pochodnymi karotenów). Pełnią funkcje pomocniczych barwników fotosyntezy, a także przeciwutleniaczy (chronią komórki, a zwłaszcza chloroplasty przed szkodliwym działaniem reaktywnych form tlenu). Dzięki licznym sprzężonym wiązaniom podwójnym nadają żółtą, pomarańczową lub czerwoną barwę kwiatom, owocom, a także żółtku jaj (luteina).
Ogólnie: ksantofil – żółty barwnik
kwas moczowy
jeden z końcowych produktów metabolizmu związków azotowych w organizmach żywych. Stosunkowo nietoksyczny i słabo rozpuszczalny w wodzie (wytrąca się w postaci białych kryształów).
Ściślej – produkt końcowy metabolizmu białek i puryn, a także główny produkt przemiany materii azotowej u zwierząt urikotelicznych (owadów, ślimaków lądowych i wielu gadów).
kwas rybonukleinowy
typ kwasu nukleinowego, który składa się z nukleotydowych monomerów (rybonukleotydów) połączonych wiązaniem fosfodiestrowym.
Zawiera cukier – rybozę, zasady azotowe: adeninę (A), cytozynę (C), guaninę (G) i uracyl (U) oraz grupy fosforanowe. Zwykle jest jednoniciowy. Bierze udział w syntezie białek (mRNA, tRNA i rRNA), regulacji genów. Niektóre cząsteczki mają własności katalityczne (rybozymy).
Kwasy rybonukleinowe są składnikami: rybosomów, jądra komórkowego, cytoplazmy i organelli półautonomicznych.
Uwaga: u niektórych wirusów (np. HIV) funkcjonuje jako genom.
kofaktor
każda niebiałkowa cząsteczka lub jon, która jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania enzymu. Kofaktory mogą być związane na stałe z miejscem aktywnym enzymu lub mogą luźno łączyć się z substratem w czasie reakcji katalizy.
kompleks centrum reakcji
kompleks białek zawierający specjalną parę cząsteczek chlorofilu a i pierwotny akceptor elektronów. Usytuowany centralnie w fotoukładzie/fotosystemie kompleks ten wpływa na przebieg reakcji w fotosyntezie. Wzbudzona dzięki energii świetlnej para cząsteczek chlorofili dostarcza elektron do pierwotnego akceptora elektronów, który przekazuje elektron do łańcucha transportu elektronów.
kompleksy zbierające energię świetlną
kompleks białek związanych z cząsteczkami barwników (chlorofilu a, chlorofilu bi karetonoidów), które wyłapują energię świetlną i przekazują ją do barwników centrum reakcji fotosystemu.
Czasem nazywane są układami antenowymi/antenami energetycznymi.
kortykosteroid
każdy hormon steroidowy produkowany i wydzielany przez nadnercza.
kwas deoksyrybonukleinowy
dwuniciowa, helikalnie zwinięta cząsteczka kwasu nukleinowego, składa się z nukleotydowych monomerów zawierających cukier deoksyrybozę i zasadę azotową: adeninę A, cytozynę C, guaninę G, tyminę T. Cząsteczki DNA są zdolne do replikacji i determinują dziedziczną strukturę białek komórki/organizmu.
kwas nukleinowy
polimer (polinukleotyd) składający się z wielu nukleotydowych monomerów; służy jako matryca do produkcji białek oraz, pośrednio poprzez działanie tych białek, koduje wszystkie funkcje komórki.Występują dwa typy kwasu nukleinowego: DNA i RNA.
kwas tłuszczowy
kwas karboksylowy o długim łańcuchu węglowym. Kwasy tłuszczowe różnią się długością oraz liczbą i umiejscowieniem wiązań nienasyconych; trzy kwasy tłuszczowe połączone z jedną cząsteczką glicerolu tworzą cząsteczkę tłuszczu, nazywanego również triacyloglicerolem lub triglicerydem.
łańcuch transportu elektronów
sekwencja cząsteczek przenoszących elektrony (najczęściej białek błonowych). Elektrony przekazywane są w reakcjach redoks, a uwalniana energia wykorzystywana do produkcji ATP. Łańcuchy transportu elektronów funkcjonują w błonach tylakoidów chloroplastów i w błonie wewnętrznej mitochondriów.
lipidy
grupa związków organicznych, do której należą tłuszcze, fosfolipidy i steroidy, które rozpuszczają się słabo, jeśli w ogóle, w wodzie. Główne biologiczne funkcje lipidów to: współtworzenie błon biologicznych, magazynowanie energii i udział w przesyłaniu sygnałów (hormony steroidowe).
lecytyna
fosfolipid, w którym grupa fosforanowa zestryfikowana jest choliną. Występuje w każdej komórce ciała zwierząt (w tym człowieka), głównie jako składnik błon komórkowych. Jest bardzo ważnym składnikiem tkanki nerwowej (współtworzy i chroni osłonkę mielinową). Jej obecność stwierdzono także w żółtku jaj, w rzepaku, słoneczniku i ziarnach soi.
liczba obrotów enzymu
maksymalna liczba cząsteczek substratu, które cząsteczka enzymu przekształca w produkt w danej jednostce czasu (w optymalnych warunkach). Liczba obrotów jest bardzo zróżnicowana dla różnych enzymów, np. dla lizozymu wynosi 0,5/s, a dla anhydrazy węglanowej 600 tys./s (wg Biochemii. Tymoczko, Berg nawet 1 mln/s).
lizozym
enzym, który niszczy ściany komórkowe bakterii. U ssaków znajduje się w pocie, łzach i ślinie.
makrocząsteczka
ogromna cząsteczka, która powstaje przez łączenie się małych cząsteczek, zwykle w wyniku reakcji kondensacji monomerów. Makrocząsteczkami najczęściej są polimery: polisacharydy, białka i kwasy nukleinowe.
metabolity
związki chemiczne powstające w organizmach żywych w wyniku przemiany materii.
W niektórych przemianach (w szlakach i procesach metabolicznych) wyróżnić można metabolity przejściowe (produkty przejściowe) i metabolity końcowe (produkty końcowe).
metabolizm
ogół reakcji chemicznych i związanych z nimi przemian energii zachodzących w żywych komórkach. Stanowi podstawę wszelkich zjawisk biologicznych. Niezbędnym warunkiem metabolizmu jest wymiana materii i energii z otoczeniem.
miejsce aktywne
specyficzny fragment cząsteczki enzymu, który przyłącza substrat w wyniku dużej liczby słabych oddziaływań. Zagłębienie w którym zachodzi katalizowana reakcja.
mocznik
organiczny, rozpuszczalny, końcowy produkt przemian materii azotowej (głównie białek). U kręgowców ureotelicznych powstaje w wątrobie w cyklu mocznikowym, w którym następuje wiązanie amoniaku z dwutlenkiem węgla.
mononukleotyd nikotynoamidowy
organiczny związek chemiczny (nukleotyd) zbudowany z amidu kwasu nikotynowego (wit. PP czyli niacyny), rybozy i grupy fosforanowej. Po połączeniu z mononukleotydem adeninowym (AMP) tworzy dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD+) oraz jego fosforan (NADP+).
Synonimy:NMN
metabolity wtórne
metabolity, które nie są bezpośrednio niezbędne do wzrostu i rozwoju organizmu. Powstawanie metabolitów wtórnych jest charakterystyczne dla bakterii, grzybów i roślin wyższych. Większość z nich to związki organiczne pełniące funkcje takie jak sygnalizacja międzykomórkowa, obrona przed patogenami, obrona przed roślinożercami, wabienie owadów.
metylotransferazy DNA
enzymy z klasy transferaz przenoszące na zasady DNA (adeninę i cytozynę) grupy metylowe. Rozpoznawana sekwencja zwykle ma charakter symetryczny (palindromowy). Proces ogólnie nazywa się metylacją DNA. Może jej ulegać jedna lub obie nici DNA. W naturze metylotransferazy DNA są częścią systemów restrykcji-modyfikacji, które służą prokariontom do obrony przed włączaniem obcego DNA (fagów) do ich genomu. U eukariontów metylotransferazy DNA związane są m.in. z mechanizmami regulacji ekspresji genów, uczestniczą w inaktywacji “drugiego” chromosomu X, chronią przed kancerogenezą.
mioglobina
białko złożone, zawierające hem (zatem także żelazo), magazynujące tlen w komórkach mięśni.
monomer
podjednostka służąca jako element budulcowy polimeru.
monosacharydy
ajprostsze węglowodany. Mają charakterystyczny wzór cząsteczkowy, który jest wielokrotnością Cn(H2O)n.
nasycony kwas tłuszczowy
kwas tłuszczowy, w którym wszystkie atomy węgla w łańcuchu wodorowęglowym są połączone przez pojedyncze wiązania, co maksymalizuje liczbę atomów wodoru przyłączonych do szkieletu węglowego.
nukleaza
enzym, który tnie RNA lub DNA, usuwając jeden bądź kilka nukleotydów lub hydrolizując całe cząsteczki DNA lub RNA na poszczególne nukleotydy.
nukleozyd
organiczny związek chemiczny zbudowany z zasady azotowej połączonej wiązaniem glikozydowym z pentozą (rybozą, deoksyrybozą).
nienasycone kwasy tłuszczowe
kwasy tłuszczowe mające jedno lub więcej podwójnych wiązań pomiędzy atomami węgla w łańcuchu węglowodorowym. Tego typu wiązania redukują liczbę atomów wodoru przyłączonych do szkieletu węglowego.
nukleotyd
organiczny związek składający się z pięciowęglowego cukru połączonego wiązaniem kowalencyjnym (glikozydowym) z zasadą azotową i jedną lub więcej grupą fosforanową. Nukleotydy są jednostkami budulcowymi kwasów nukleinowych, pełnią też ważną rolę w metabolizmie (np. ATP, GTP) i przekazywaniu sygnałów w komórce (cAMP).
Pięciowęglowy cukier to ryboza (wówczas mówimy o rybonukleotydach) albo deoksyroboza (deoksyrobonukleotydy).
Krótko: nukleotydy są estrami nukleozydów i kwasu fosforowego (5′-fosforany nukleozydów).
oddychanie azotanowe
rodzaj oddychania beztlenowego polegający na utlenianiu glukozy z jednoczesną redukcją związków nieorganicznych – azotanów. Ściślej mówiąc w procesie tym bakterie denitryfikacyjne utleniają glukozę do dwutlenku węgla i wody redukując jednocześnie azotany(V) do azotanów(III), a te ostatnie do azotu cząsteczkowego (N2) lub tlenku azotu (N2O). Proces jest niezależny od obecności lub braku tlenu i przeprowadzają go bakterie będące względnymi beztlenowcami.
Przykłady: gatunki z rodzaju Pseudomonas (P. aeruginosa i P. fluorescens, które są względnymi patogenami człowieka), gatunki z rodzaju Agrobacterium.
Równanie ogólne jednego z rodzajów oddychania azotanowego:
glukoza + azotan potasu(V) -> dwutlenek węgla + woda + azotan potasu(III) + EnergiaC6H12O6 + 12KNO3 -> 6CO2 ++ 6HO2 + 12KNO2 + Energia
oddychanie komórkowe
ielostopniowy biochemiczny proces utleniania związków organicznych związany z wytwarzaniem energii użytecznej metabolicznie (głównie w postaci ATP). Oddychanie przebiega w każdej żywej komórce w sposób stały. Zachodzi nawet wtedy, gdy inne procesy metaboliczne zostaną zahamowane. Chociaż istnieją różnice w przebiegu procesu oddychania u poszczególnych grup organizmów, to zestaw enzymów katalizujących poszczególne reakcje składające się na oddychanie jest zbliżony u wszystkich organizmów. Oddychanie komórkowe jest jedną z kluczowych cech życia. Wyróżnia się oddychanie beztlenowe i oddychanie tlenowe.
Czasem – oddychanie wewnątrzkomórkowe.
olbrot
półpłynna substancja występująca w głowie kaszalotów, w zbiorniku nad prawym przewodem nosowym. Składa się głównie z wosku – estru alkoholu cetylowego i palmitynianu. Konsystencję półpłynną zachowuje tylko wewnątrz żywego zwierzęcia (w temperaturze jego ciała), natomiast po zetknięciu z powietrzem zastyga.
Synonimy:
spermacet
oddychanie beztlenowe
rodzaj oddychania komórkowego zachodzącego bez udziału tlenu. Sposób uzyskiwania energii użytecznej biologicznie, w którym utleniane są związki organiczne (np. glukoza), a akceptorami elektronów i jonów wodorowych są kwasy organiczne (np. pirogronian) lub związki nieorganiczne takie, jak np. azotany.
Rodzajem oddychania beztlenowego są fermentacje.
oddychanie tlenowe
rzemiany kataboliczne, które zużywają tlen i związki organiczne do syntezy ATP. Jest to najbardziej wydajny proces oddychania, przeprowadzany przez większość komórek eukariotycznych i komórki wielu prokariontów.
peptydazy
grupa enzymów z klasy hydrolaz katalizująca proteolizę, czyli hydrolizę wiązań peptydowych.
Peptydazy są podzielone na dwie grupy:
endopeptydazy, które rozcinają wiązania wewnątrz łańcucha peptydowego,
egzopeptydazy, które odcinają pojedyncze aminokwasy od końców łańcucha peptydowego.
pierwotny akceptor elektronów
wyspecjalizowana cząsteczka w błonie tylakoidów chloroplastów lub w błonie niektórych prokariontów. Jest akceptorem elektronów wybitych z cząsteczek chlorofilu współtworzących kompleks centrum reakcji.
polinukleotyd
łańcuchowy polimer składający się z wielu nukleotydowych monomerów połączonych w łańcuch wiązaniami fosfodiestrowymi. Polinukleotydami są zarówno cząsteczki DNA, jak i RNA.
polisacharyd
polimer zbudowany z wielu monosacharydów połączonych wiązaniami glikozydowymi. Przykłady: skrobia, glikogen, celuloza.
puryna
jeden z dwóch rodzajów zasad azotowych występujących w nukleotydach. Charakteryzuje się sześcioczłonowym pierścieniem połączonym z pięcioczłonowym pierścieniem. Purynami są adenina (A) i guanina (G).
Uwaga: A i G występują we wszystkich kwasach nukleinowych.
peroksydacja lipidów
biologiczny lawinowy proces samoistnego utleniania lipidów. Sprzyja mu podwyższona temperatura i światło słoneczne. Z punktu widzenia zdrowotnego proces niekorzystny.
pirymidyna
jeden z dwóch rodzajów zasad azotowych występujących w nukleotydach. Charakteryzuje się występowaniem pojedynczego sześcioczłonowego pierścienia. Pirymidynami są cytozyna (C), tymina (T) i uracyl (U).
podwójna helisa
natywna forma DNA, oznacza dwa antyrównoległe łańcuchy polinukleotydowe spiralnie zwinięte wokół wspólnej osi.
polipeptyd
liniowy, nierozgałęziony polimer utworzony z wielu (zasadniczo powyżej 10) aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. W organizmach żywych łańcuch peptydowy powstaje w procesie translacji.
pompa elektrogeniczna
białko transportujące jony, które generuje napięcie w poprzek błony.
regulacja allosteryczna
przyłączanie się cząsteczki chemicznej do białka w określonym miejscu, zmieniające powinowactwo chemiczne tego białka do innych cząsteczek. Dobrym przykładem efektu allosterycznego odgrywającego istotną rolę w regulacji aktywności enzymatycznej jest inhibicja allosteryczna. Przyłączenie się inhibitora allosterycznego do miejsca innego niż miejsce aktywne, obniża aktywność katalityczną enzymu w wyniku zmiany jego konformacji (zmniejsza się powinowactwo do substratu). Innym przykładem jest zmiana powinowactwa białek transportowych do ich ładunku.
rośliny C4
ośliny, u których cykl Calvina-Bensona jest poprzedzony jest przez reakcje wiązania ditlenku węgla w czterowęglowe związki organiczne.
rubisco
enzym karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP). Powszechny u roślin. In vivo aktywny w obecności światła, ale związany jest z kluczową reakcją tak zwanej fazy ciemnej fotosyntezy. W zależności od warunków rubisco działa jak:
a. karboksylaza RuBP – katalizuje reakcję przyłączenia cząsteczki dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP),
b. oksygenaza RuBP – katalizuje rozbicie cząsteczki RuBP z udziałem tlenu cząsteczkowego na fosfoglicerynian i fosfoglikolan. Por. fotooddychanie.
ryboza
organiczny związek chemiczny, pięciowęglowy cukier prosty (pentoza) należący do aldoz. Stanowi element budulcowy rybonukleozydów, rybonukleotydów (np. AMP, ADP, ATP, GTP, CTP, UTP), dinukleotydów (np. NAD, NADP, FAD), kwasu rybonukleinowego (RNA), niektórych koenzymów (koenzym A) i witamin (witamina B2 i B12). Powstaje w szlaku pentozofosforanowym.
Krótko: cukrowy składnik nukleotydów RNA
reakcje świetlne
reakcje pierwszej z dwóch głównych faz fotosyntezy (poprzedzające cykl Calvina-Bensona). Reakcje te odbywają się na błonie tylakoidów chloroplastów lub na błonach niektórych prokariontów i przekształcają energię słoneczną w energię chemiczną ATP i NADPH, uwalniając tlen.
rośliny C3
rośliny przeprowadzające reakcje cyklu Calvina-Bensona jako początkowego etapu włączania CO2 do materii organicznej. U takich roślin pierwszymi stałymi produktami fotosyntezy są cząsteczki trójwęglowe (kwas 3-fosfoglicerynowy, aldehyd 3-fosfoglicerynowy).
rośliny CAM
rośliny, które prowadzą szczególnie oszczędną gospodarkę wodną, m.in. gruboszowate oraz ananas. Przeprowadzają szczególny rodzaj fotosyntezy tlenowej.
Por. fotosynteza CAM
(CAM od ang. crassulacean acid metabolism)
rybosomalny RNA
(rRNA) – RNA, który wraz z białkami tworzy rybosomy. W komórkach eukariotycznych powstaje głównie na terenie jąderka. Uczestniczy w translacji. rRNA jest rybozymem. Stanowi największą frakcję RNA w komórkach.
sacharyd
związek organiczny będący wielohydroksylowym aldehydem (aldozą), ketonem (ketozą) lub ich pochodną. Sacharydy występują jako cukry proste (monosacharydy), oligosacharydy (2-10) lub polisacharydy (polimery o n>10). Sacharydy stanową ok. 80% suchej masy roślin i tylko ok. 2-3% suchej masy zwierząt.
siła protonomotoryczna
energia potencjalna zmagazynowana w formie gradientu elektrochemicznego, generowana poprzez pompowanie jonów wodorowych w poprzek błony biologicznej w trakcie chemiosmozy.
solwatacja
proces tworzenia przez rozpuszczalnik otoczki solwatacyjnej wokół jonów i cząsteczek substancji polarnych obecnych w roztworze. Proces solwatacji zachodzi na skutek wzajemnego przyciągania elektrostatycznego cząsteczek silnie polarnego rozpuszczalnika oraz obecnych w roztworze jonów lub polarnych cząsteczek substancji rozpuszczonej. Solwatacja, w której rozpuszczalnikiem jest woda to hydratacja.
stała Michaelisa
takie stężenie substratu, przy którym szybkość reakcji enzymatycznej jest równa połowie szybkości maksymalnej tej reakcji. Stała ta jest wyrażana w molach na dm³ i określa powinowactwo enzymu do substratu (im mniejsza jest wartość stałej tym powinowactwo jest większe).
struktura czwartorzędowa
określony kształt złożonego białka zdefiniowany przez charakterystyczne trójwymiarowe ułożenie jego podjednostek składowych – polipeptydów mających strukturę trzeciorzędową. Jedynie część białek tworzy strukturę czwartorzędową. Zniszczenie struktury czwartorzędowej pozbawia białka aktywności biologicznej.
Przykładami białek składających się z kilku podjednostek są: hemoglobina, polimeraza DNA, kanały jonowe, wirus mozaiki tytoniowej i dehydrogenaza alkoholowa.
skrobia
polisacharyd roślinny, składający się wyłącznie z merów glukozy połączonych wiązaniami α-glikozydowymi. Jest mieszaniną amylozy i amylopektyny. Pełni rolę magazynu energii. Można ją wykryć za pomocą jodyny lub płynu Lugola, który zawiera jod. Pod wpływem jodu skrobia przyjmuje niebieskofioletowe zabarwienie.
Skrobia jest głównym węglowodanem w diecie człowieka.
sprzężenie zwrotne ujemne
podstawowy mechanizm homeostazy, gdzie zmiana czynników fizjologicznych wywołuje odpowiedź, która przeciwdziała tym zmianom. Fundamentalny mechanizm samoregulacyjny wykorzystywany, m.in. w regulacji wydzielania hormonów oraz w regulacji enzymów szlaków metabolicznych.
Ten rodzaj sprzężenia zwrotnego powoduje osiągnięcie stanu dynamicznej równowagi.
Trywialnie: układ, w którym element A działa pobudzająco na element B, który hamuje zwrotnie element A.
steroid
typ lipidu, który charakteryzuje się szkieletem węglowym składającym się z czterech pierścieni z przyłączonymi różnymi grupami chemicznymi.
struktura drugorzędowa białka
przestrzenne ułożenie fragmentów łańcuchów polipeptydowych: helisa α i harmonijka β (pofałdowana płaszczyzna). Wynika przede wszystkim z tworzenia wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych między atomami tlenu grup peptydowych i atomami wodoru innych grup peptydowych. Do zobrazowania struktury drugorzędowej cząsteczek w modelu wstęgowym używa się charakterystycznych helis (dla helisy alfa) oraz strzałek (dla harmonijki beta)
Uwaga: jeden łańcuch polipeptydowy białka może mieć fragmenty tworzące helisę alfa i inne tworzące harmonijkę beta.
Krótko: w białku lokalne powtórzone zwinięcia lub zgięcia szkieletu polipeptydowego wynikające z tworzenia wiązań wodorowych pomiędzy elementami tego szkieletu (bez udziału łańcuchów bocznych).
struktura trzeciorzędowa
nieregularne, przestrzenne ukształtowanie cząsteczki białka wynikające z interakcji łańcuchów bocznych biorących udział w interakcjach hydrofobowych, wiązaniach jonowych, wiązaniach wodorowych i mostkach disiarczkowych.
syntaza ATP
złożony kompleks białek błonowych tworzących “młyn molekularny”, przez który dyfundują protony. Kompleks funkcjonuje w mechanizmie chemiosmozy, który wykorzystuje energię zmagazynowaną w formie gradientu jonów wodorowych w poprzek błony do produkcji ATP. Syntaza ATP występuje w wewnętrznych błonach mitochondrialnych i chloroplastowych eukariontów, a także w błonach komórkowych prokariontów.
szlak kataboliczny
– szlak metaboliczny, w którym wydzielana jest energia z rozpadu złożonych związków do związków o prostszej budowie. Energia metaboliczna z reakcji szlaków katabolicznych zasila praktycznie wszystkie przejawy życia.
Przykłady: glikoliza (także fermentacje), beta-oksydacja, cykl Krebsa.
struktura pierwszorzędowa
struktura pierwszorzędowa
substrat
substrat – dwa znaczenia:
związek startowy w reakcjach chemicznych
związek, na który działa enzym
szlak anaboliczny
– szlak metaboliczny, w którym energia jest zużywana/pochłaniana do syntezy cząsteczek złożonych z prostszych związków.
Przykłady: glukoneogeneza, synteza kwasów tłuszczowych.
tempo metabolizmu
całkowita ilość energii, którą zwierzę lub inny organizm zużywa w jednostce czasu.
trehaloza
disacharyd złożony z dwóch cząsteczek glukozy połączonych wiązaniem O-glikozydowym (α(1→1)α). Jest głównym cukrem transportowym hemolimfy owadów. W niewielkich ilościach występuje także w grzybach, np. drożdżach.
tłuszcze
zwyczajowa nazwa grupy lipidów prostych, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli (triglicerydów). Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla.
Większość tłuszczów nie ma zapachu i jest nierozpuszczalna w wodzie, natomiast dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach niepolarnych. Tłuszcze mają ciężar właściwy mniejszy od wody, a ich odczyn jest obojętny.
triacyloglicerole
– cząsteczki tłuszczów właściwych powstające przez estryfikację jednej cząsteczki glicerolu trzema cząsteczkami
wiązania chemiczne
każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają w wyniku uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów pochodzących z jednego lub obu łączących się atomów albo przeskoku jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi i tym samym utworzenia pary jonowej.
Podział wiązań chemicznych ze względu na ich naturę:
wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane
wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
wiązanie jonowe
wiązanie wodorowe
wiązanie dwusiarczkowe
wiązanie kowalencyjne powstające w wyniku odwodornienia grup tiolowych –SH dwóch cystein znajdujących się w tym samym łańcuchu białkowym. W ten sposób dwa atomy siarki tworzą mostek dwusiarczkowy (-S-S-) – najsilniejsze wiązanie między łańcuchami bocznymi aminokwasów. Wiązania dwusiarczkowe nadają względną trwałość strukturze trzeciorzędowej białek.
Pojęcia: wiązania dwusiarczkowe i mostki dwusiarczkowe traktuj jak synonimy.
wiązanie peptydowe
wiązanie kowalencyjne między grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego. Powstaje w wyniku reakcji kondensacji (połączonej z dehydratacją).
witaminy
grupa organicznych związków chemicznych o zróżnicowanej budowie, niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Dla człowieka i innych organizmów są związkami egzogennymi, w związku z czym muszą być dostarczane z pokarmem (często w postaci prowitamin). Ze względu na rozpuszczalność witaminy dzielone są na: rozpuszczalne w tłuszczach (witaminy A, D, E i K) i rozpuszczalne w wodzie (witaminy B i C).
Brak określonej witaminy w organizmie to awitaminoza, niedobór – hipowitaminoza, zaś nadmiar – hiperwitaminoza.
Uwaga: nawet rośliny telomowe wymagają witamin! Chodzi tu o wit. B12. Istotniejsze jest jednak, że witaminy są substancjami oligodynamicznymi.
Krótko: witamina to egzogenna organiczna cząsteczka niezbędna w diecie w małych ilościach. Działa jako koenzym lub jego część.
wiązanie wodorowe
rodzaj słabego wiązania chemicznego, tworzącego się, kiedy atom wodoru, związany kowalencyjnie z dowolnym atomem elektroujemnym, jest jednocześnie przyciągany przez inny elektroujemny atom, np. tlenu lub azotu. We wzorach wiązanie wodorowe zazwyczaj jest oznaczane linią przerywaną, np. X−H⋯Y−Z.
Krótko: rodzaj oddziaływania elektrostatycznego między atomem wodoru i atomem elektroujemnym zawierającym wolne pary elektronowe (o dużej elektroujemności), np. atomem tlenu lub azotu.
wiązanie glikozydowe
kowalencyjne wiązanie tworzące się między dwoma monosacharydami w reakcji dehydratacji.
widmo absorpcji
powstaje podczas przechodzenia promieniowania elektromagnetycznego przez barwniki absorbujące promieniowanie o określonych długościach fali, np. chlorofil a, chlorofil b czy β-karoten. Można je zarejestrować przy użyciu metod spektroskopii.
woda metaboliczna
woda tworzona w komórkach organizmu poprzez zachodzące w nich procesy metaboliczne, przede wszystkim oddychanie komórkowe (tlenowe!). Jest końcowym produktem utleniania substancji energetycznych pobieranych z pożywieniem (powstaje w łańcuchu oddechowym). W wyniku utleniania 100 gramów tłuszczów wytwarzane jest około 110 gramów wody metabolicznej. Węglowodany oraz białka powodują utworzenie odpowiednio 55,1 i 41,3 gramów wody ze 100 gramów tych substancji.
Przykłady kręgowców wykazujących wyjątkową odporność na brak dostępu do wody pitnej: pustynne ssaki (np. wielbłądy), niedźwiedzie (szczególnie polarny), a także niektóre migrujące ptaki, odbywające długie nieprzerywane loty.
Uwaga: w organizmie człowieka procesy metaboliczne dostarczają tylko około 10% potrzebnego zapotrzebowania na wodę. Ta ilość zużywana jest do wydalenia mocznika.
wysalanie białek
strącanie białek z roztworów wodnych poprzez dodanie stężonego roztworu soli, np. NaCl. Jest skutkiem zaburzenia otoczki cząsteczek wody i agregacji cząsteczek białek. Proces ten jest przykładem przejścia zolu w żel (koagulacji). Nie narusza struktury białka (nie powoduje denaturacji) i jest odwracalny.
związki organiczne
wszystkie związki chemiczne zawierające węgiel, oprócz nielicznych najprostszych związków takich, jak np. tlenek węgla, dwutlenek węgla, cyjanowodór oraz kwas węglowy i jego sole (węglany, wodorowęglany).
Poza węglem związki organiczne mogą zawierać prawie wszystkie pozostałe pierwiastki chemiczne. W organizmach najczęściej są to… wodór, tlen, azot oraz siarka i fosfor.
