Biochemija Flashcards
Biochemija (apibrėžimas)
medicinos mokslų šaka, kuri apibūdina organizmų struktūrą ir funkcijas molekuliniame lygmenyje.
ATOMAS
mažiausia elektriškai neutrali cheminio elemento dalelė, turinti jo chemines savybes.
PROTONAS
yra stabili subatominė dalelė, turinti teigiamą vieno bazinio vieneto krūvį (H+).
ELEKTRONAS
stabili subatominė dalelė, turinti neigiamą krūvį (e−).
MOLEKULĖ
mažiausia medžiagos dalelė, turinti tos medžiagos chemines savybes. Susideda iš atomų, susijungusių kovalentiniais ryšiais (O2, H2O ).
NEORGANINĖS MOLEKULĖS
H2O (reguliuoja orgzm. temp; pernašą; šalinimą;struktūra)
Mineralai (gaunami su maistu)
Mikroelementai (svarbūs medžiagų apykaitoje, fermentų kofaktoriai)
Cheminis ryšys
- Jėgos sujungiančius skirtingus atomus ar jonus;
- Ryšių susidarymui ir suardymui reikalinga energija.
FUNKCINĖS GRUPĖS
AMINO GRUPĖ KARBOKSI GRUPĖ HIDROKSI GRUPĖ
Tai grupė atomų, kurie charakterizuoja organinius junginius.
ORGANINĖS MOLEKULĖS
H; C; N; O
- Baltymai, angliavandeniai, lipidai, nukleotidai
- Būtini palaikyti ląstelių funkcijas, energiją, saugoti genetinę informaciją
FOSFATO FUNKCINĖ GRUPĖ
Fosforo atomas. 4 deguonies atomai. 3 viengubos ir 1 dviguba jungtys.
MAKROERGINID RYŠYS
Specifinio tipo ryšys. Šie ryšiai žymimi – “~”. Suardžius šiuos ryšius gaunama energija gali būti naudojama kitiems procesams ląstelėje.
ATP - ADENOZINOTRIFOSFATAS
- Svarbus energijos saugojimo junginys ląstelėse.
- Universalus cheminių procesų energijos mainų tarpininkas.
- 3 neorganiniai fosfatai prijungiami 2 makroenerginėmis jungtimis.
Baltymų funkcijos:
- Katalizinė – fermentai yra baltymai.
- Signalinė – plazminės membranos receptoriai, ligandai, hormonai, jonų kanalai, antikūnai, šaperonai.
- Transportinė – pernašos baltymai, nešikliai (hemoglobinas).
- Motorinė – raumenyse aktinas ir miozinas cheminę energiją paverčia mechanine.
- Struktūrinė– ląstelės formos palaikymas, raumenų baltymai (tubulinas), jungiamojo audinio baltymai
(kolagenas, elastinas). - Toksinė – virusų, bakterijų išskiriami nuodai.
- Maisto medžiagos.
Kur daugiausia ląstelėje baltymų?
Daugiausiai baltymų yra ląstelės citozolyje, mitochondrijose.
Iš ko sudaryti baltymai?
Sudaryti iš L-alfa-amino rūgščių, kurios tarpusavyje sujungtos peptidiniais ryšiais
AMINO RŪGŠČIŲ KLASIFIKACIJA
struktūrinė – remiantis šoninio radikalo struktūra.
elektrocheminė – šoninio radikalo bazinės-rūgštinės savybės.
biologinė – organizmo sintetinamos amino rūgštys.
- PIRMINĖ BALTYMO STRUKTŪRA
Peptidinė jungtis.
* Amino rūgštys sujungtos į grandinę vadinamos amino rūgščių liekanomis
* Jų pavadinimas keičiamas iš –inas į -il (dipeptidas sudarytas iš valino ir glicino vadinsis valilglicinu). * 2 aminorūgštys - dipeptidą
* 3 aminorūgštys – tripeptidą
* Iki 20 aminorūgščių – oligopeptidą
* >50 – baltymą.
- ANTRINĖ BALTYMO STRUKTŪRA
- α-spiralės palaikomos vandenilinių ryšių tarp peptidinių grupių
- 1 amino r. C=O deguonies ir 5 amino r. NH vandenilio
- Amino r. radikalai atsiduria molekulės išorėje
- Spiralės formos, kompaktiška struktūra
Arba - β-klostės susidaro tarp dviejų polipeptidinių grandinių
- Vandeniliniai ryšiai tarp peptidinių grupių C=O deguonies ir N-H grupės vandenilio.
- TRETINĖ BALTYMO STRUKTŪRA
- Chaotiškas antrinės baltymo struktūros išsidėstymas erdvėje
- Stabilizuoja ryšiai susidarantys tarp amino r. šoninių radikalų
- Išskyrus vandenilinius ryšius, kurie gali susidaryti ir tarp peptidinių gr. ir tarp šoninių radikalų
KETVIRTOJI BALTYMO STRUKTŪRA
- dviejų ar daugiau polipeptidinių grandinių susijungimas
- nekovalentiniais ryšiais tarp amino r. radikalų susidarius vandeniliniams ir joniniams r.
- nulemia baltymo funkcijas, suteikia molekulei kooperatines savybes (hemoglobinas)
BALTYMO MOLEKULĖS STRUKTŪRA
Natyvinė forma – nulemia unikali amino r. seka
* Baltymo molekulės išsidėstymas erdvėje - 3-D struktūra
* Baltymo molekulės forma vandeniniame tirpale
* Palaikoma pirminės, antrinės, tretinės ir ketvirtinės baltymo struktūros metu susidariusių jungčių
* Nuo baltymo struktūros priklauso baltymų funkcijos
BALTYMŲ MOLEKULIŲ FORMĄ NULEMIA
unikali amino r. seka peptidiniai ryšiai pirminė struktūra
pasikartojantys struktūros fragmentai skirtingose baltymo molekulės vietose vandenilinių ryšių tarp peptidinių grupių (α spiralės ar β klostės) antrinė struktūra
chaotiškas išsidėstymas erdvėje tarp šoninių radikalų susidarantys ryšiai: vandeniliniai, disulfidiniai, elektrostatiniai, hidrofobinė sąveika, Van der Valso jėgos tretinė struktūra
kelių baltymo grandinių susijungimas nekovalentiniai ryšiai ketvirtinė struktūra
BALTYMŲ MOLEKULIŲ FORMA:
- Globulininiai baltymai - molekulės apvalios, hidrofiliški, gerai tirpsta vandenyje (insulinas, kraujo plazmos baltymai, fermentai)
- Fibriliniai baltymai – linijinė struktūra, būdingi pasikartojantys struktūros fragmentai (kolagenas, keratinas, miozinas, elastinas)
- Membraniniai baltymai 1 ar keli fragmentai įsiterpiantys į membranas yra hidrofobiški
NATYVINĖ BALTYMO STRUKTŪRA LEMIA:
*Funkcijas
*Susijungimą su kitomis molekulėmis
*Hidrofiliškumą/lipofiliškumą.
BALTYMAI SUSIJUNGĘS SU KITOMIS MOLEKULĖMIS:
+lipidas
+angliavandeniai
+fosfato gr.
+hemas
+flavino nukleotidas
+Zn, Ca, Cu
Lipobaltymai
Glikobaltymai
Fosfobaltymai
Hemo baltymai
Flavanoidai
Metalobaltymai
BALTYMŲ ATSINAUJINIMAS LĄSTELĖSE
- Baltymų atsinaujinimas vyksta nuolat
- Baltymo degradacija ir naujo baltymo sintezė.
- Išreiškiama baltymo gyvavimo pusperiodžiu
- Struktūriniai baltymai atnaujinami rečiau nei reguliaciniai baltymai (fermentai, signalinės molekulės)
FERMENTŲ SAVYBĖS
- specifiškumas –gali prisijungti vieną substratą ir greitina tik vieną cheminę reakciją
- cheminės reakcijos metu fermentai nepakinta
- reakcijos metu nepasigamina tarpinių produktų
- didina reakcijos greitį, bet nekeičia pusiausvyros
- jautrūs temperatūros ir pH pokyčiams
FERMENTĄ SUDARANČIOS AMINO RŪGŠTYS LEMIA:
- Susidarančius ryšius palaikančius baltymo struktūrą (globulės forma)
- Paprasti ar sudėtiniai baltymai (1 ar kelios peptidinės grandinės, metalo jonai, kofermentai)
- Nulemia vykdomos reakcijos tipą
FERMENTO STRUKTŪRA
- AKTYVUS CENTRAS erdvinė struktūra, kurioje jungiasi substratas;
- ALOSTERINIS CENTRAS prisijungia reguliuojančios medžiagos
AKTYVAUS CENTRO FORMAVIMAS:
- aktyvųjį centrą sudaro 12-16 amino rūgščių liekanų išsidėsčiusių skirtingose polipeptidinės grandinės vietose
- formuojantis fermento erdvinei struktūrai amino r. radikalai suartėja (tretiniai baltymo struktūra),
- kitos amino r. polipeptidinėje grandinėje lemia reikiamą aktyvaus centro erdvinį išsidėstymą
AMINO R. FORMUOJANČIOS AKTYVŲJĮ CENTRĄ
Amino r. šoniniuose radikaluose yra katalitinės grupės:
* Cisteinas –SH
* Serinas –OH
* Rūgštinės (-COOH) aspartamas ir glutamatas
* Bazinės (-NH2 ) histidinas, argininas, lizinas
FERMENTINĖS REAKCIJOS GREITIS PRIKLAUSO:
- substrato kiekio
- pH
- temperatūros
- aktyviklių ar slopiklių - junginių veikiančių fermentinės reakcijos greitį.
FERMENTINĖS REAKCIJOS GREITIS
- Fermentas substratą verčia produktu ir tai vyksta maksimaliu greičiu
- Cheminės reakcijos greitis išreiškiamas substrato ar produkto koncentracijos pokyčiu per laiko vienetą
Fermentų aktyvumo vienetai:
* Tarptautiniai fermento vienetai (IU) – toks fermento kiekis, kuris esant 25 0C temperatūrai ir optimalioms veikimo sąlygoms per 1 min 1μM substrato paverčia produktu (1 μM/min)
* Katalas (kat) – fermento kiekis, kuris per 1 s. pagamina 1 mol produkto, ar sunaudoja 1 mol substrato (1mol/s)
* Specifinis fermento aktyvumas parodo kiek aktyvumo vienetų yra fermento preparato masės vienete (IU/mg, IU/ml, kat/kg) ir fermento preparato grynumą
FERMENTŲ PAVADINIMAI
- galūnė –azė
- pagal substratą
sacharazė – specifiška sacharozei - pagal fermento katalizuojamą reakciją
oksidazės – svarbūs oksidacijos reakcijose
hidrolazės – vykdo hidrolizės reakcijas - pagal substratą ir katalizuojamą reakciją
– Laktato dehidrogenazė – Piruvato dekarboksilazė - virškinimo fermentų galūnė-inas pepsinas, tripsinas
Fermentai klasifikuojami
Fermentai klasifikuojami tarptautine nomeklatūra, pagal katalizuojamos reakcijos tipą (EC number Classification) * EC 1. Oksidoreduktazės * EC 2. Transferazės * EC 3. Hidrolazės * EC 4. Liazės * EC 5. Isomerazės * EC 6. Ligazės
ALOSTERINIS CENTRAS
- Prisijungia reguliuojančios medžiagos
- Vadinamas alosteriniu efektoriumi (moduliatoriumi)
- Prie alosterinio centro prisijungus alosteriniam efektoriui fermento erdvinė struktūra kinta
- Gali didinti ar slopinti fermentinės reakcijos greitį
GRĮŽTAMAS SLOPINIMAS
- Slopiklis prie fermento jungiasi silpnais ryšiais
- Susidaro fermento-slopiklio kompleksas
- Prie fermento jungiasi aktyviajame centre (konkurencinis) ar alosteriniame centre (nekonkurencinis)
- terpėje sumažėjus slopiklio koncentracijai atskyla nuo fermento, kuris vėl gali atlikti savo funkcijas
NEGĮŽTAMAS SLOPINIMAS
- Slopiklis prie fermento prisijungia stipriais ryšiais ir negali būti pašalintas (kovalentiniai ryšiai)
- Fermentas nebegali atlikti savo funkcijų
- Nuodai (Hg, Cianidas)
FERMENTINIŲ REAKCIJŲ REGULIACIJA LĄSTELĖJE
- Fermento kiekis ląstelėje (genų ekspresijos reguliavimas)
- Aktyvinimas (potransliacinės modifikacijos, fosforilinimas)
- Fermentų aktyvumas yra reguliuojamas substrato ar produkto kiekiu
- Signalinės molekulės (hormonai, antriniai signalo tarpininkai, neuromediatoriai)
AKTTYVIKLIAI
- Didina reakcijos greitį
- Fermentinės reakcijos metu nepakinta
- Jungiasi prie fermento aktyviojo centro (kofaktoriai) ar alosteriniame centre
KOFAKTORIAI-
nebaltyminė fermento dalis, dalyvaujanti fermentinėje katalizėje.
KOFERMENTŲ FUNKCIJOS
- Mažos molekulinės masės organiniai junginiai
- Jungiasi prie fermento aktyviajame centre silpnais ryšiais ar kovalentiniais (prostetinė grupė)
- Būtini fermentinei reakcijai
- Fermentinių reakcijų metu chemiškai pakinta (oksiduojami, redukuojami, prijungiamos funkcinės grupės)
- Veikiant tam pačiam ar kitam fermentui cheminiai pokyčiai yra regeneruojami
KOFERMENTŲ KLASIFIKACIJA
Pagal reakcijas:
Prisijungimas aktyviajame centre:
Pagal kilmę:
Pagal reakcijas:
* oksidacijos – redukcijos
* grupes pernešantys
* izomerizacijos kofermentai
Prisijungimas aktyviajame centre:
*silpnais ryšiais
*kovalentiniais ryšiais (prostetinė grupė)
Pagal kilmę:
* vitamininiai
* nevitamininiai
VITAMINAI
- nedidelės molekulinės masės organiniai junginiai
- svarbūs daugelyje organizmo reakcijų - kofermentai
- nėra naudojami energijai gauti
- organizme nesintetinami, būtina gauti su maistu
OKSIDACIJOS – REDUKCIJOS KOFERMENTAI
- pernešantys e- arba H+ nuo oksiduojamo substrato redukuojamam
- gali būti e- arba H+ akceptoriai
Nikotinamidadenindinukleotidas NAD+
Flavinmononukleotidas FMN+
Flavinadenindinukleotidas FAD+ Kofermentas Q CoQ
NIKOTINAMIDADENINDINUKLEOTIDAS NAD+
- Sudėtis 2 nukleotidai nikotinamido ir adenino
- NADP adenino nukleotido ribozė yra fosforilinama
- Cheminiai pokyčiai vyksta tik nikotinamido žiede
- Kita molekulės dalis reikalinga kofermentui prisijungti aktyviajame centre
- NAD+ gali prisijungti 2eir vieną protoną H+ , o dar 1 H+ patenka į terpę
NADH
- Oksidoreduktazių fermentų kofermentai
- Sutinkamas citozolyje ir mitochondrijose
- Krebso cikle redukuojamas iki NADH, kuris vėliau oksiduojamas mitochondrijų kvėpavimo grandinėje
- Svarbus angliavandenių, riebalų r. glicerolio amino r. oksidacijos reakcijose
NADPH
- NADPH dažniau redukcijos reakcijose citozolyje
- Redukuota forma NADPH susidaro veikiant pentozių fosfato kelio fermentams
- Būtinas riebalų r. cholesterolio ir steriodų biosintezėje
FLAVINO KOFERMENTAI
Flavino adenino dinukleotidas (FAD+ ) yra sudarytas iš flavino mononukleotidas (FMN+ ) ir adenozin monofosfato (AMP)
Flavino redukuoti kofermentai prisijungia 2 eir 2 H+
FAD+ / FMN +
- Oksidoreduktazių kofermentai
- Redukuota forma FADH2 susidaro Krebso ciklo metu
- Oksiduojama mitochondrijų kvėpavimo grandinėje
- FMN – kvėpavimo grandinės I komplekso prostetinė gr.
FAD+ + 2e - + 2H+ FADH2
SUBSTRATUS AKTYVINANTYS IR GRUPES PERNEŠANTYS KOFERMENTAI
- jungiasi aktyviajame centre
- dalis substrato molekulės prijungiama prie kofermento (kovalentine jungtimi)
kofermentas A; piridoksalio fosfatas; tiamindifosfatas (TDP); biotinas; tetrahidrofolio r. (THFR)
KOFERMENTAS A
- Grupių pernašos fermentų kofermentas
- Sudarytas iš pantoteno r., 3’fosforilintos ADP ir merkaptoetilamino
- KoA aktyvioji molekulės dalis yra merkapto gr. KoA-SH
- Acetilo grupė su merkapto gr. jungiasi makroerginiu ryšiu acetil~S-KoA
- Svarbus Krebso ciklui, riebalų r. ir angliavandenių skaidyme, cholesterolio sintezėje
PIRIDOKSALIO FOSFATAS
- Jungiasi fermentų aktyviajame centre, kovalentiniu ryšiu – prostetinė grupė
- Transferazių, liazių, izomerazių kofermentas
- Amino r. dekarboksilinimo ir deamininimo, peramininimo reakcijose
LIPIDAI
vadinamos nepolinės medžiagos, blogai tirpstančios vandenyje, bet gerai tirpstančios organinuose tirpikliuose (chloroformas, etanolis, eteris).
LIPIDŲ FUNKCIJOS ORGANIZME:
- struktūrinė: biologinių membranų sudėtinės dalys (fosfolipidai, cholesterolis), nuo jų priklauso membranų laidumas, nervinio impulso perdavimas, tarpląstelinių ryšių susidarymas
- signalinė: antrinės signalinės molekulės (diacilglicerolis, hormonai)
- energijos rezervas (adipocitai)
- apsauginė funkcija (saugo organus nuo smūgių)
Su maistu gaunami lipidai:
- trigiceridai 90% * cholesterolis, cholesterolio esteriai * fosfolipidai
CHOLESTEROLIS
Ciklinis, nesotus vienhidroksilis alkoholis (CNS 25%)
* Plazminės membranos komponentas, suteikia membranoms takumo, plastiškumo
* Svarbus mielino formavimuisi
* Steroidinių hormonų sintezė
RIEBALŲ R. NOMENKLATŪRA
- Gamtinės turi porinį anglies atomų skaičių (C4 -C36)
- C4-6 – trumpos
- C7-10 - vidutinio ilgio
- C10-12 - ilgos
- C13 ir daugiau - labai ilgos
- C22-24 - naudojamos ląstelių membranų ir mielino susidarymui
NEPAKEIČIAMOS RIEBALŲ RŪGŠTYS
Žinduolių organizme nėra fermento galinčio susintetinti dvigubų jungčių
Riebalų rūgštys turinčios dvigubas jungtis:
* Linolio 18:2 (omega-6)
* Linoleno 18:3 (omega-3)
Arachidono r. gali būti verčiama į linolio ir linoleno.
Nepakeičiamos r.r. organizme yra svarbios imunitetui, dalyvauja signalo perdavime, hormonų susidaryme (prostaglandinai), randamos fosfolipidų sudėtyje.
TRIGLICERIDAI, ACILGLICEROLIAI
- Glicerolis gali būti prisijungęs 1, 2, 3 riebalų r. ir sudarant pavadinimus mono- di- tri-acilgliceroliai
- Nepolinės, hidrofobinės medžiagos
- Trigliceridai sudaro apie 90% organizmo lipidų
FOSFOLIPIDAI
Hidrofilinė dalis
* glicerolis
* fosfato grupė Hidrofobinė
* 2 riebalųrūgštys
FOSFOLIPIDŲ BISLUOKSNIS
- Vandeninėje aplinkoje spontaniškai išsidėsto hidrofilinės dalys atsisuka į vandenį, o hidrofobinės riebalų r. susitelkia vidinėje bisluoksnio dalyje
- Yra 2 molekulių storio
- Universali visų membranų struktūra
- Vidinis sluoksnis palaiko hidrofobines savybes
NEURONŲ MEMBRANOS
Atskiria ląsteles, ląstelių organiodus
Sudarytos:
* 35-55 % fosfolipidų bisluoksnio (cholesterolis, ilgos grandinės nesočios riebalų r.)
* Baltymų
* Angliavandenių (sujungtų su riebalais - glikolipidai)
MEMBRANINIŲ BALTYMŲ FUNKCIJOS:
- nešikliai
- jonų kanalai
- receptoriai
- integraliniai baltymai (įsiterpę į fosfolipidų bisluoksnį)
- kanalą sudaro baltymo hidrofobiškos α – spiralės
- už membranos ribų esančios kilpos yra hidrofilinės ir gali atlikti reguliacinę funkciją (receptorinis, fermentinis aktyvumas)
MEMBRANINIAI NEŠIKLIAI
- Perneša mažas organines molekules
- Specifiškumas (dažniausiai perneša tik vieno tipo molekules)
JONŲ KANALŲ TIPAI:
- Atrankiai laidūs, praleidžia tik tam tikrus jonus
1. Įtampos valdomi kanalai (atsidaro priklausomai nuo membraninio potencialo) (A)
2. Ligandų reguliuojami kanalai (atsidaro prisijungus neurotransmiteriui) (B-C)
3. Mechaniniai (receptoriai, kuriems prisijungus hormonui pasikeičia molekulės konformacija)
4. Nuo ATP priklausomi (jonų pernašai reikalinga energija)
PERNAŠOS PER MEMBRANAS RŪŠYS
- Pasyvioji – elektrocheminio gradiento kryptimi
- nuolat atviri kanalai, poros
- iš didesnės koncentracijos į mažesnę
- pernaša priklauso nuo elektrocheminio gradientui
- nešikliai reguliuojami prisijungus signalinėms molekulėms – keičiasi konformacija
- nereikalauja ATP
- Aktyvioji - prieš elektrocheminį gradientą
- nešikliai
- būtina ATP
KRAUJO-SMEGENŲ BARJERAS
- Tai fizinis barjeras tarp kraujagyslių ir smegenų
- Suformuotas iš tankiai išsidėsčiusių endotelio ir astrocitų ląstelių kraujagyslė endotelio ląstelės astrocotai
Reguliuoja medžiagų patekimą į smegenis iš kraujotakos - Apsaugo nuo infekcijų patekimo į smegenis
- Riboja vaistų patekimą
- Pralaidumas didėja: trauma, išemija
KRAUJO-SMEGENŲ BARJERO PRALAIDUMAS
- Laisvai per membranas patenka (mažos lipofilinės, O2 , CO2 , etanolis, nikotinas, kofeinas)
- Jonų kanalai (Na+ , K+ , Cl- )
- Akvaporinai –kanalai per kuriuos patenka vanduo
- Nešikliai (gliukozės GLUT-1, laktato, piruvato, amino r., nukleotidai)
- Receptorių valdomi nešikliai
- Trancitozė (albuminas, histonai)
AMINO R. PERNAŠA Į SMEGENŲ LĄSTELES
- Difuzija (šakotos grandinės ir aromatinės amino r.)
*Amino r. pernašos per membranas nešiklis (alaninas, glicinas, prolinas, serinas) - Nešikliai su receptoriais (glutamatas, aspartatas)
- Nešiklis su Na+ (alaninas, glicinas, histidinas, izoleicinas, metioninas, fenilalaninas, treoninas, triptofanas, tirozinas, valinas)
NEURONO CITOSKELETAS
Išskiriamos 3 struktūros:
* Mikrovamzdeliai
* Neurofilamentai
* Mikrofilamentai
MIKROVAMZDELIAI
- α ir β tubulinai kintančia tvarka jungiasi į ilgas grandines, kurios yra vadinamos protofilamentais
- 13 tokių grandinių formuoja tuščiavidurį vamzdelį
- Struktūra yra palaikoma nekovalentinių jungčių
mikrovamzdelių funkcijos
Funkcijos:
* palaiko neurono kūno ir aksono formą
* vidinė ląstelės organizacija
* viduląstelinis medžiagų transportas
* medžiagų pernaša aksonu
NEUROFILAMENTAI
- Sudaryti iš 4 baltymo grandinių
- Susiviję 2 susiveja su kitom 2 susivijusiomis baltymo grandinėmis
- Susidaręs tetrameras yra pagrindinis neurofilamento subvienetas
- Tetramero subvienetai susijungia vienas su kitu, kad sudarytų ilgas gijas
- Palaiko neurono kūno ir aksono formą
MIKROFILAMENTAI
- aktinai - globulės formos baltymo molekulės, sujungti į ilgą grandinę
- 2 tokios grandinės yra susivijusios tarpusavyje
- Ploniausios citoskeleto skaidulos, ~7nm diametro
- Palaiko ląstelės formą, dažniausiai yra išsidėstę prie plazminės membranos
MIELINAS
- Aksonus dengianti modifikuota plazminė membrana, padidinanti elektrinių impulsų sklidimo greitį
- Aksonus dengianti modifikuota plazminė membrana
- Kiekvieną mielino segmentą formuoja kita ląstelė (PNS) - švano ląst. ar oligodendrocitų plazminės membranos „išsikišimai“ (CNS)
- Mieliną sudaro apie 40% vandens; o likusi dalis apie 60- 75% lipidai ir 15-25% baltymai
- Būtinas komponentas yra cholesterolis, be jo mielinas nesiformuoja
- Pusrutulių baltojoje medžiagoje apie 50% mielinizuoti neuronai
MIELINO STRUKTŪRA
- Lipidų bisluosluoksnis, kuriame gausu choleterolio, glikolipidų
- Proteolipidinis baltymas PLP – labiausiai papiltęs CNS. PLP turi 4 transmembraninius domenus, kurie jungdamiesi tarpusavyje sujungia ir mielino lapus
- Mielino bazinis baltymas (MBP) turi teigiamą krūvį ir taip sąveikauja su neigiamai įkrautais lipidais membranos paviršiuje
- Mielino nulinis baltymas PO būdingas PNS tyri vieną trasmembraninę spiralę, kurios N gale yra domenas sąveikaujantis su membrana
NUKLEOTIDŲ FUNKCIJOS:
- viduląstelinės energijos nešėjai (ATP, GTP)
- antriniai signalo tarpininkai (cGMP, cAMP)
- kofermentai (NADH, FADH2 Co-A-SH)
- molekulės saugančios ir pernešančios genetinę informaciją (DNR, RNR)
AROMATINĖ AZOTINĖ BAZĖ
PIRIMIDINAI
6 atomų žiedai
2 N (azoto) atomai
timinas, citozinas, uracilas
PURINAI
6 atomų pirimidino žiedas susijungęs su imidazolo žiedu
4 N (azoto) atomai
adeninas, guaninas
NUKLEOZIDAI
tai purino ar pirimidino bazės prisijungusios ribozę ar deoksiribozę
Sacharidai prie nukleotido prisijungia N-glikozidiniu ryšiu
– Purinai prisijungia prie N9 atomo sacharido C1 ’
– Pirimidinai prisijungia prie N1 atomo sacharido C1 ’
Citozinas + ribozė -> citidinas
Citozinas + deoksiribozė -> deoksicitidinas
Uracilas + ribozė -> uridinas
Guaninas + ribozė -> guanozinas
Guaninas + deoksiribozė -> deoksiguanozinas
NUKLEOTIDAI
NUKLEOTIDAI-nukleozido ir fosfato gr. esteriai
* Fosfato gr. prisijungia prie sacharido C3 ar C5
* Mono-, di- ar trifosfatai
ATP - ADENOZINOTRIFOSFATAS
- Ląstelės “valiuta”
- Viduląstelinis energijos nešiklis
- Cheminių procesų energijos mainų tarpininkas
DNR STRUKTŪRA (pirminė)
Pirminė: nukleotidai išsidėsto linijine seka Fosfatas susijungia su sacharidu 5’-3’ fosfodiesterine jungtimi
DNR/RNR STRUKTŪRA (antrinė)
Antrinė: 2 polinukleotidinių grandinių nukleotidai susijungia vandeniliniais ir hidrofobiniais ryšiais
DNR STRUKTŪRA (tretinė)
Tretinė struktūra - antrinės struktūros išsidėstymas erdvėje – dviguba spiralė Dažniausiai ląstelėje nukleorūgštys yra susijungę su baltymais – nukleoproteinų kompleksai
NERVINIŲ LĄSTELIŲ TIPAI: NEURONAI
- Dirglumas (dirglumas): gebėjimas reaguoti į aplinkos pokyčius ar dirgiklius.
- Laidumas: priimti ir analizuoti elektrinius signalus
- Sekrecija: signalo perdavimas neuromediatorių išskyrimas
LĄSTELĖS KŪNAS (funkcija)
metabolizmas, baltymų sintezė
DENDRITAI (f)
– priima impulsus iš kitų neuronų, perduoda informaciją neurono kūnui
AKSONAI (f)
perduoda apdorotą informaciją kitam neuronui
NERVINIŲ LĄSTELIŲ TIPAI: NEUROGLIJA (astrocitai; ependiminės ląstelės; Oligodendrocitai; Švano ląstelės; Palydovinės ląstelės; Mikroglija)
Astrocitai
* kraujo-smegenų barjeras
*“lengvina” neuronų medžiagų apykaitą
* svarbūs neuromediatorų veikime
* reguliuoja tarpląstelinį skystį
* pažeidimų vietose formuoja randelius
*embrioniniu periodu išskiria medžiagas, kurios yra svarbios neuronų formavimuisi
*gali fagocituoti pažeistas ląsteles
Ependiminės ląstelės
* formuoja vieną iš dengiančiųjų sluoksnių
* gamina ir padeda cirkuliuoti cerebrospinaliniam skysčiui
Oligodendrocitai
* formuoja mieliną, kuris apgaubia neuronų aksonus (CNS) ir palengvina impulsų perdavimą aksonais.
Švano ląstelės
* apgaubia neuronus PNS – neurolema – svarbi pažeistų neuronų atsistatyme
* formuoja mielino lapus
Palydovinės ląstelės
* “rūpinasi” PNS ganglininėmis ląst.
Mikroglija
*uždegiminis atsakas
*fagocituoja pažeistus neuronus ir patogenus
Medžiagų apykaita arba metabolizmas
Medžiagų apykaita arba metabolizmas yra gyvuose organizmuose vykstančių ir fermentų katalizuojamų cheminių reakcijų visuma.
*Ląstelei funkcionuoti būtinų medžiagų apykaita
*Maisto medžiagų pavertimas ląstelei reikalingomis molekulėmis
*Ląstelėse aprūpinimas chemine energija (ATP), kuri kaupiama skaidant maisto medžiagose esančius cheminius ryšius
*Kryptingi ir tiksliai valdomi procesai
METABOLINIŲ PROCESŲ KELIAI:
*Linijiniai – substratas nuosekliai verčiamas produktu (glikolizė)
*Šakoti - iš vieno substrato gali susidaryti keli produktai (amino r. metabolizmas)
*Cikliniai – substratas yra galutinio ciklo produktas (Krebso ciklas)
SMEGENIMS REIKALINGOS MOLEKULĖS
Amino rūgštys
* Jonų kanalai, nešikliai, receptoriai
* Fermentai
* Neuromediatoriai
Gliukozė
* Energija
* Reikiamų naujų junginių sintezė
Lipidai
* Plazminės membranos
* Antriniai signalo tarpininkai
Nukleotidai
* Signalines molekules Cikliniai nukleotidai
ENERGIJA
- Atmintis (konsolidacija)
- Baltymų sintezė
- Fermentų veikimas
- Jonų gradiento palaikymas
- Potencialo pokyčiai ir pusiausvira
- Neuromediatorių sintezė ir inaktyvinimas
ATP ŠALTINIAI SMEGENYSE
- Pagrindinis yra gliukozė
- Ketoniai kūnai naudojami trūkstant gliukozės (badavimo metu, cukrinis diabetas, ketoninė dieta)
ANGLIAVANDENIŲ FUNKCIJOS ORGANIZME
Energijos šaltinis (glikolizė)
Netiesioginis – yra susijungę su baltymais:
1. Struktūra (ląstelės citoskeleto baltymai)
2. Apsauginė (antikūnai)
3. Fermentų struktūros dalis
Naujų junginių sintezė (riebalų r., nukleo r., hormonai, pakeičiamos amino r.)
PAGRINDINIAI ANGLIAVANDENIAI ORGANIZME
- monosacharidai (gliukozė, fruktozė, galaktozė)
- disacharidai (sacharozė, laktozė, maltozė)
- polisacharidai sudaryti iš monosacharidų sujungtų α 1,4 ar α 1,6 glikozidiniais ryšiais
GLIUKOZĖ
- Naudojama aerobinėmis ir anaerobinėmis sąlygomis, energijai gauti
- Normali gliukozės koncentracija kraujyje 3,3 -5,5 mmol/l
- Kepenyse ir inkstuose ji gali būti sintetinama iš kitų junginių – gliukoneogenezė
- Negaunat maisto 16-24 h. organizmas visiškai išnaudoja visas gliukozės atsargas
- Gliukozės koncentracija kraujyje mažesnė nei 3,3 mmol/l neuronuose sumažėja energijos, sulėtėja procesai.
- Požymiai: silpnumas, galvos svaigimas, mieguistumas, nervingumas, regėjimo sutrikimai, širdies plakimas, trumpas sąmonės netekimas, koma.
