biyofizik Flashcards
moleküller karmaşıklık sıralaması küçükten büyüğe
atom molekül biyomonomer makromolekül polimer metabolik networker hücre
supramoleküler kimya
moleküller arası kuvvetlerle bir
arada tutulan iki veya daha fazla kimyasal türün
birleşmesinden kaynaklanan yüksek karmaşıklığa sahip
organize varlıklara dayanan “molekülün ötesindeki
kimya”
supramoleküler sistemler
moleküller arası kuvvetler (kovalent olmayan
bağlar) ile bir arada tutulan iki veya daha fazla molekülün birleşmesinden kaynaklanan kendi kendine organize olmuş varlıklardır
biyolojik sistemler
supramoleküler sistemlerin kendi kendini organize etmesinin bir sonucu
self organization nedir
spontaneous formation of definite ordered systems
etkileşim enerjisi/ bağ enerjisi
Moleküler bir sistemin potansiyel enerjisi ile bu sistem içindeki bir bağın ayrılması sonucunda birbirinden ayrılan öğelerin sahip olacakları potansiyel enerji arasındaki farka denir
iyonlar birbirinden yeterince uzaktayken hangi çekim kuvveti etkili?
coulomb çekim kuvvetleri
iyonların yaklaşması ve itme ve çekme kuvvetlerinin biribirini dengelemesiyle ne olur?
potansiyel enerji minimuma ulaşır
potansiyel enerjinin bu değeri bağ enerjisine karşılıktır
enerjisine göre çoktan aza etkileşimler
kovalent bağ iyon iyon etkileşimleri iyon dipol etkileşimleri dipol dipol etkileşimler hidrojen bağı katyon- n(pi) etkileşimi pi-pi etkileşimi van der waals etkileşimi hidrofobik etkiler
kovalent bağ
atom elektron bulutlarının kaynaşması ve bzı elektronların ikş çekirdeğin birden etrafında dolaşmasıyla ortaya çıkar
kuvvetli etkileşimdir
oluşumu kuantum mekaniği ile açıklanır
supramoleküler kümelemeyle çok az ilgili
zayıf etkileşimler
kovalent bağ dışındaki sulu ortamdaki etkileşimler
Zayıf etkileşimler moleküllerin üç boyutlu ortamdaki biçimlerini, moleküller arasında ortaya çıkan zayıf etkileşimler ise moleküllerin organizasyonunu belirler.
iyonik bağ
bir elektron diğerine tamamen aktarılır
iki atom arası elektriksel kuvvetler doğar
kovalentten daha güçlü ama kutupsal çözücüler tarafından kolayca bozulur
iyonik hal
ortaya çıkan iyon çiftinin nötr ana atomların veya moleküllerin bir topluluğundan daha enerjik olarak kararlı olması nedeniyle ortaya çıkar
iyonik bileşiklerin erime noktası neden yüksek?
bağlar zıt yüklerden dolayı kuvvetli ayırması zor
iyonik bileşikler neden kolay çözünür?
zıt yükler polar molekülleri de çeker böylece güçlü etkileşimi bozar
iyon dipol etkileşimleri
iyon ve polar molekülün kısmi yüklenmiş kısımları rasında
iyonlar kalıcı yüklü
dipoller geçici ya da kalıcı olabilir
elektriksel dipol
birbirinden d kadr uzakta bulunan eşit ve zıt işaretli iki yükün oluşturduğu sistem
dipol momenti
nü: q.d ile tanımlanan nicelik
geçici dipollüğün önemli olduğu olayalr
hemoglobin o2 bağlanması
dna polimerazsyonu 3-hidroksil mg ve oksijen etkileşimi
dipol dipol etkileşimleri
kısmi yğklenmiş kutuplar arası olur
zayıftır
biyolojik hücrelerin öncüsü olan miselleri ve lipit ikileyicileri oluşturmak üzere toplanan kutupsal hidrokarbonların oryantasyonunda rol oynar
katyon- pi etkileşimi
elektron bakımından zengin bir pi sistemin yüzü (benzen,etilen,asetilen..) ve bitişik bir kanyon (Li+, Na+ ) arasındaki etkileşim
bir tekel ve bir 4 kutuplu sistem arasında
protein yapısında, moleküler tanımada ve enzim katalizinde rol oynar
aromatik organik moleküller ve konjuge bir bağlanma sistemine sahip siklik bileşiklerde yaygın
pi pi etkileşimi
aromatik halkalar arasında
aromatikliğin etkisiyle elektron yoğunluğunu karbon çerçeveden çekip moleküllerin çevresindeki hidrojen atomlarını polarize eder
bu şekilde elektrondan zengin ve fair böklgeler oluşur
pozitif polarize edilen hidrojenler komşu molekülün sistemiyle dik dipol dipol etkileşimiyle etkileşebilir.
ya da bi molekülün diğerinin üstünde olduğu pi pi etkileşimleriyle istiflenebilirler
dna rnada nüklebaz istiflenme, protein katlanması, şablona yönelik sentez, malzeme bilimi ve moleküler tanıma için önemli ama net bir açıklama yok
çok yönlü kovalent olmayan etkileşimleri dolayısıyla supramolekül oluşumunda önmli
aromatik halkalar birbirine baktığında pi-elektron orbitallerinin üs üste gelmesi enerjik kazanım sağler, dnada dengelenme
lipitlerin monomer polimer supramoleküler yapısı
yağ asidi
fosfolipit
membran
proteinlerin monomer polimer supramoleküler yapısı
aminoasit
protein subunit
protein kompleksi
karbonhidratların monomer polimer supramoleküler yapısı
glikoz
selüloz
hücre duvarı
nükleik asitlerin monomer polimer supramoleküler yapısı
nükleotid
dna
kromozome
supramolecular world
membrane rna polipeptide enzime…
basit moleküler sistemlerin kendi kendine organize olması
misel oluşumum termodinamik kontrol altında buna bir örnektir
dna kendi kendine montajı ve trna katlanması: bunlarda ilk etkileşimler oluştuktan sonra birkaç zincir segmenti birbirine yakın olduğu için sonrakiler daha kolay gerçekleşir
misel oluşumu
su içinde bazı sıvı sabunlar kritikten dah yüksek konsantrasyonda olduğu zaman küresel misel topları kendiliğinden oluşur
bu süreç olumsuz bir serbest enerji değişimi ile gerçekleşir ve entropi artar
polimerizasyon self-assembly farkı
polimerizasyonda entropi azalır
self assemblyde entropi artar
supramoleküllerin elde yöntemleri
1-izolasyon
2-deteksiyon
deteksiyon türleri?
- Kütle spektrofotometresi
- IR (Kızıl Ötesi) Spektroskopisi
- UV/GB Spektroskopisi
- NMR(Nüklear Manyetik Rezonans) Spekstroskopsi
- X‐Işını Kristalografisi
- Elektrokimyasal teknikler
- Moleküler modelleme
membran yapısı
çift katlı lipit amfipatik
iç bölümünün hidrofobik yapısından dolayı aa şeker protein nükleik asit ve iyonlara geçirgen değiş
doğal fosfolipitlerden oluşan çift tabaka sıvı özelliği taşır(yapsısındaki maddeler serbestçe hareket eder) ve bu özelliği nedeniyle iki boyutlu gelişigüzel bir devingenlik gösterir
membranda akışkanlığı azaltan faktörler
doymuş yağ asidi fazlalığı
kolesterol
sarkoplazmil retikulum ve fotoreseptör membranlarındaki proteinlerin membranda hareketleri
membran düzeyine dik kendş etrafında dönme,
lateral hareketler
membran lipitleri hareketleri
lateral
bükülme
titreşim
flip flop
lipidlerin ve proteinlerin lateral hareketinde hangisi dah hızlı
lipitler
membran proteinleri ve görevleri
integral-periferik
fosfolipitten geçemeyen moleküllerin geçişini sağlar
hücre içi sinyal iletimi
enzim
iyon kanalları
tüm hücre zarlarında gözenek oluşturur istirahat membran potansiyeli oluşturur aksiyon potansiyeli şekillendirir elektriksel sinyal iletir seçici geçirgen(iyon büyüklüğüne bağlı), her biri belli iyonların taşınmasında görevli (genelde bir iyona selektif) transmembran ve oligomerik difüzyon hızına yakın hız bazı katyon seçiciler n k ca mg gibi tüm katyonların geçişine izin verir
iyon kanalları 3 önemli özellik
çok hızlı
yüksek seçicilik
özel sinyallere yanıt olarak kısa sürede açılır
iyon kanalı tipleri
pasif sızıntı
kapılı:ligand,voltaj,mekanik
pasif (sızıntı) kanallar
hep açık
Birim yüzeydeki pasif kanal sayısı membranın sızıntı iletkenliğini oluşturur.
Membran dinlenim potansiyeli ve pasif membran direnci meydana getiren kanal
pasif kanallar
pasif kanallardan genelde hangi iyonlar geçer
K ve Cl
pasif Na kanalları
içi kuvvetli negatif
dehidrate na iyonlarını çeker hidrote su moleküllerinden ayırır
pasif K kanalları
negatif değil
zayıf çekici gğçler iyonları çeker ama hidrate su moleküllerinden ayıramaz
ama k hidrate hali na dan daha küçük ondan geçenilir
refrakter dönem
ligand kapılı kanalların ligand varlığı devam ettikçe duyarsızlaşması
voltaj kapılılarda aktif açıklığı sona erdiren dönem
kanalların akım voltaj karakteristikleri
kanalın açık olması iletkenlik
kapalı olması direç
v=i.r
açık olan kanal sayısına göe iletkenlik artıp direnç düşer
iletkenlik g
1/r
doğrultucu kanakl
bir yöndeki iletkenliği diğerinden büyük olan kanallar
volatj kaplı sodyum kanalı
instrinsik nöron ve kas uyarılabilirliğinin anahtar mediyatörü
hücre membran potansiyel farkını oluşturmada etkili
aktivasyon ve inaktivasyon kapıları var
voltaj kapılı sodyum kanalı hastalıkları
epilepsi migren nörodejenaratif hastalıklar nöropatik ağrı
voltaj kapılı kalsiyum kanalı
düz kaslarda voltaj kapılı depolarizasyondan sorumlu
kalp kası aksiyon potansiyeli plato fazı boyunca depolarizasyon
kas salgı sinir hücrelerinde önemli
ikincil haberci, hücre membran potansiyeli olaylar
Depolarizasyonu hücrenin elektriksel olmayan aktivitelerine dönüştüren tek kanal türü
voltaj kapılı kalsiyum kanalı
Voltaj kapılı potasyum kanalı
Hücrenin denge potansiyelini
belirlemede baskındırlar.
membran depolarizasyonu
diğer kanallardan dah fzla çeşitlilir:heteromultimer diye
voltaj kapılı klor kanalı
cl iyonları zarda dengede
klor denge pot. dinlenim zar pot. eşit
cl iyonları hücre içi ph ve hacimde ve salıglamada önemli
kanalların 3 farklı fonksiyonel durumu
1- dinlenim: kapalı ve aktive dilebilir
2- açık: aktif
3- refrakter: kapalı ve aktive edilemez
kanalların etkinliğini kaybetmesi
sepolarizasyona bağlı şekil değişikliğ
direkt ve indirekt kalsiyum blokajı
mg blokajı
iyon kanallarında ne zman enerji gerekir
kapalıdan açığa geçerken
ligand kapılı kanllarda enerji nerden sağlanır
kimyasal proteine bağlanırken reaksiyondan
voltaj kapılı kanallarda enerji nerden sağlanır
kanal proteini üzerindeki duyarlı bir bölgenin (voltage sensor) voltaj artışı sonucu yüklenerek membran
üzerinde net bir serbest enerji değişimine neden olması ile sağlanır
mekanik kapılı kanallarda enerji nerdn sağlanır
enerji doğrudan membran tarafından ya da sitoskeletal yapılar tarafından iletilir
iyon kanalları uyarılmayan hücrelerde fonks
kan basıncı düzenlenme düz kas tonusu düzenleme renal Ca/Mg kontrolü duyu algılanmaları ph dengesi sağlanması
voltage clamp
hücre içi aksiyon potansiyeli kaydedilmesinden sonra hücre membranındn geçen iyonik akımların ölçülmesini sağlayan tek yöntem
Hücre membranından geçen iyonik akım, istenen değere kenetlenerek hücre membran potansiyel değişimi ya da hücre membran potansiyeli istenen değere kenetlenerek hücre membranından geçen iyonik akım değişimi ölçülebilir.
Patch Clamp(Yama Kenetleme) Tekniği
Patch Clamp yöntemi, özel olarak hazırlanmış mikro elektrod kanallardan geçen akımın kaydedilmesi ve analiz edilmesidir.
Patch elektrot hem uyarmak hem de kayıt almak amacı ile kullanılır
en çok bulunan nükleoporin
nükleoporin 62: diabet siroz alzaymr parkinson
kalbi iskemi hasarına karşı koruyan kanal
mitokondriyal k
PERMEABILITY TRANSITION PORE
ptp
açılması mitokondriyal zar potansiyelinin çökmesine neden olur, sitokrom c salınımı ve apoptoz
Trimeric intracellular cation channels (TRIC)
kkalsiyum regülasyonundan sorumlu
Periyodik Paralizi
nadir görülen, tekrarlayan kas güçsüzlüğü veya paralizi epizotları ile seyreden bir hastalıktır.
Kas membranındaki Sodyum kanallarının disfonksiyonu sonucu oluşur.
