3 FEHRJK monomerek aminosavak aminokarbonsavak H ikerionos szerkezet

3) FEHÉRJÉK monomerek: aminosavak ( -amino-karbonsavak) H+ ikerionos szerkezet -szénatom 20 -féle fehérjealkotó (proteinogén) aminosav

Apoláris oldalláncú aminosavak Poláris oldalláncú aminosavak

A fehérjeszerkezet szintjei • elsődleges szerkezet = aminosavsorrend (aminosav-szekvencia) kondenzáció peptidkötés (síkalkatú!) … karboxi-terminális (C-terminális) amino-terminális (N-terminális) …

• másodlagos szerkezet … … rotációs lehetőség elfordulás azonos szöggel elfordulás váltakozó szöggel

• harmadlagos szerkezet másodlagos kötések: a fehérje harmadlagos szerkezetét stabilizálják, aminosav-oldallánsok között másodrendű kötések elsőrendű kötések 3 D szerkezet: fibrilláris globuláris

• negyedleges szerkezet több alegységes fehérjéknél értelmezhető: az alegységek egymáshoz viszonyított térbeli elrendeződése egy alegység = egy polipeptid-lánc stabilizálás: másodlagos kötések hemoglobin

natív szerkezet: a fehérje működőképes szerkezete denaturáció: a natív szerkezet megszűnése hőhatás nehézfémionok jelentős p. H-változás sugárzások redukálószerek oxidálószerek mechanikai hatások egyszerű fehérje: hidrolízisekor csak aminosavak keletkeznek összetett fehérje: hidrolízisekor aminosav és valami más is keletkezik → fehérjerész és nemfehérjerész (prosztetikus csoport vagy koenzim) Funkciók: katalizátor struktúrfehérje szállítófehérje hormon toxin immunfehérje marker receptor stb.

3) NUKLEOTIDOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK foszfátcsoport cukorrész (pentóz) – 2 H 2 O N-tartalmú „bázis”

nukleozid (adenozin) nukleotid (adenozin-monofoszfát/AMP) • ATP (adenozin-trifoszfát) a sejt legfőbb energiatároló vegyülete nagyenergiájú (makroerg) kötés: amelynek hidrolízisekor több, mint 25 k. J/mol energia szabadul fel nagyobb E-felszabadulás: roncsoló hatású kisebb E-felszabadulás: nem elegendő

ATP hidrolízise E ~ -30 k. J/mol • c. AMP (ciklikus AMP) sejten belüli jelátvivő molekula (Ca-ionok bejutása, egyes hormonhatások közvetítése)

• NAD/NADP elektronszállító koenzim NAD: lebontó folyamatokban NADP: felépítő folyamatokban NAD+/NADP+ = oxidált állapotú NAD/NADP NADH+H+/NADPH+H+ = redukált állapotú NAD/NADP

• Koenzim-A/Ko. A/Co. A acilcsoport-szállító koenzim (leggyakrabban: acetilcsoport) B-vitamin származék – H 2 O +

4) NUKLEINSAVAK A) RNS-ek (ribonukleinsavak) foszfátészter kötés

egyszálú molekulák monomerek (nukleotidok)száma: néhány 100, esetleg néhány 1000 bázisok: A, G, C, U fajtái: • m. RNS (messenger/hírvivő): információt szállít a DNS-ről a fehérjeszintézis helyére • r. RNS (riboszomális): a riboszóma alkotásában vesz részt • t. RNS (transzfer/szállító): aminosavat szállít) • virális/vírus RNS: a retrovírusok örökítőanyaga

B) DNS-ek (dezoxiribonukleinsavak) • monomerek száma: néhány 1000 → néhány százmillió • kétszálú molekula; kettős hélix térszerkezet (F. Crick és J. Watson, 1953. ) • komplementer polinukleotid-szálak • E. Chargaff: a bázisok számaránya feladat: örökítőanyag

BIOKÉMIA FELÉPÍTŐ FOLYAMATOK LEBONTÓ FOLYAMATOK lényeg szervetlen→ szerves kismolekula → szerves makromolekula szerves → szervetlen „összetettebb” szerves molekula → „egyszerűbb” szerves molekula energiaváltozás endoterm exoterm redoxi jelleg reduktív oxidatív szükséglet redukálószer, ATP, enzimek oxidálószer, enzimek

Enzimek „biokatalizátorok” „kulcs-zár modell” → szubsztrátspecifitás csoportosítás: a katalizált reakció szerint, pl. oxidoreduktázok hidrolázok ligázok foszfatázok kinázok polimerázok stb.

kompetitív gátlás allosztérikus gátlás és aktiválás

Fotoszintézis „a növény szén-dioxidból és vízből a napfény energiájának felhasználásával cukrot és oxigént állít elő” 1: … a napfény energiájának felhasználásával… (a fény megkötése) fotorendszer: pigmentek + antennafehérjék I. fotorendszer: klorofill-a, b karotin II. fotorendszer: klorofill-a, b xantofill

elektronszállítás: a fotoszintetikus elektrontranszport-lánc a zöldszíntest belső membránja elektronszállító rendszer II. fotorendszer elektronszállító rendszer az elektronok „útvonala”: vízmolekula → PS II. → elektronszállító rendszer → PS I. → elektronszállító rendszer → NADP+

a fény megkötése = fényenergia átalakítása kémiai energiává: ATP szintézise Mitchell-féle kemiozmotikus elmélet a zöldszíntest belső membránja nagyobb ATP-szintáz enzim koncentráció-különbség kisebb

2: … vízből… (a fotolízis) 3: … oxigént… H 2 O O: (1/2 E 2 H 2 e + − O 2) → NADP+ felé Mi történt eddig? keletkezett ATP (energia), redukált állapotú NADP (redukálószer), O 2 (termék) Mi volt a feltétele? megvilágítás → FÉNYSZAKASZ

4: … szén-dioxidból… 5: … cukrot… CO 2 C 6 H 12 O 6 (glükóz)

gyengébb idegzetűeknek: ADP 6 6 C 5 ATP 6 12 C ATP C 3 ADP C 5 12 C 3 NADPH + H+ 10 C 3 NADP+ 12 2 C 6 C 3

Mi történt? 6 szén-dioxid molekulából keletkezett 1 glükózmolekula Mi volt a feltétele? energia és redukálószer, ezért közvetlenül megvilágítás is! DE: a fényszakasz egyenlete: 6 6 6 SÖTÉTSZAKASZ 6 a sötétszakasz egyenlete: összesített egyenlet: 6 CO 2 + 6 H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Nukleinsav-szintézis Kérdés: egyáltalán a DNS az örökítőanyag? Griffith kísérlete (baktériumtranszformációs kísérlet):

Hershey és Chase kísérlete (fágfertőzés):

Kérdés: milyen elven megy végbe a megkettőződés?

Meselson és Stahl kísérlete:

Fehérjeszintézis hozzávalók kód, recept, aminosavak, energia, hely kód

recept: egy DNS-szakasz átírás/transzkripció splicing:

aminosavak, energia: aminosav-aktiválás hely: riboszóma

A genetikai kód szintjei: DNS-kód (DNS-triplettek) m. RNS-kód (kodonok) t. RNS-kód (antikodonok) tulajdonságai: univerzális degenerált leolvasása átfedés- és kihagyásmentes