Første uge Hvad er biologiske kemi? Kemien der foregår i levende organismer (samt virus) Biologisk kemi og dets relevans Nødvendigt for at kunne forstå Hvordan levende organismer (samt virus) fungerer Potentialet i bioteknologi Hvorfor sygdomme opstår Kapitel 3-4 Hvad er makromolekyle? er et meget stort molekyle, såsom protein, ofte skabt ved polymerisering af mindre underenheder (monomerer). De har stor molekyler vægt de fleste makromolekyler er dannet ved kondensering og brudt daggry (brokken Dawn) ved hydrolyse. Store molekyler: Proteiner, kulhydrater, lipider og nukleinsyrer Levende organismer består af ca. 70% vand og resterende 30% er: Proteiner => 15% RNA => 6% Fosfolipider => 2% Polysakkarider => 2% DNA => 1% Salte/mindre molekyler => 4% Alt levende består af de samme byggesten Celler er livets mindste enhed Her ser i en dyrecelle Alleceller er omgivet af en membran Denne består af fosfoglycerider Celle membran bestå af fosfoglycerider And fosfoglycerider bestå af an hydrophilic head and 2 hydrophobic tails Fosfoglycerider er lipider Lipider kan defineres som hydrofobe eller amfifile små molekyler Amfifil betyder at molekylet besidder både en hydrofil og en hydrofob del Fedt er faste lipider, ex olie er flydende lipider. Hvordan kan disse phosphoglycerider danne en membran? De kan danne et såkaldt ”lipid bilayer”Hydrofile (vandelskende) del vender ud mod den vandige fase De lange kulbrintekæder (hydrofobe) vender ind mod hinanden (The long hydrocarbon chains (hydrophobic) face towards each other) ligesom det: Triglycerider! Triglycerider består af et glycerolmolekyle samt tre fedsyrer –Hvad kaldes den reaktion hvor glycerol og fedtsyre sættes sammen? kondensation –Hvad kaldes den modsatte reaktion? hydrolysis palmatic acid( palmesyre ) er en C16 mettet fedsyre har ingen dobbelbingger Palmitoleic acid er også en C16 fedtsyre, men har en dobbeltbinding Hvad er smeltepunktet for disse? Hvorfor er der en forskel? -Hvad betyder tilstedeværelse af umættede fedtsyrer i en cellemembran? Et knæk på en fedtsyrekæde ændrer dets fysiske egenskaber Hvis umættede fedtsyrer komprimeres, skubber "knæk" i deres haler tilstødende fosfolipidmolekyler væk, hvilket hjælper med at opretholde flydende membran. Forholdet mellem mættede og umættede fedtsyrer bestemmer fluiditeten i membranen ved kolde temperaturer Betyder mere fluiditeten i membranen De intermolekylære kræfter er svagere pga. knækket (ruptura) -Har det nogen betydning for en levende organisme? Ja, cellemembranen indeholder forskellige proteiner, hvis funktion er afhængig af membranens fluiditet => F.eks. proteiner der transporterer næring ind i cellen Proteiner kan have mange funktioner Proteiner kan have mange funktioner Strukturelle Isolering/pynt Immunforsvar Katalysator (enzymer) Hvad er enzymer? Alle levende organismer indeholder enzymer, dvs. proteinbaserede katalysatorer Enzymer sænker aktiveringsenergien for forskellige reaktioner og får dermed reaktioner til at forløbe hurtigere Proteiner består af aminosyrer -En aminosyre: -Disse er sat sammen vha peptidbindinger -En kæde bestående af mange aminosyrer kaldes et polypeptid -Et protein kan bestå af et eller flere polypeptider Der er 4 niveauer af proteinstruktur -Den primære=> aminosyresekvensen -Den sekundære=> lokale foldning af aminosyresekvensen -Den tertiære=> hvordan hele peptidkæden folder op -Den kvaternære=> organisering af proteiner opbygget af flere polypeptidkæder Der er to type af sekundær struktur: α-helixen stabiliserer hydrogenbindinger mellem N-H på en aminosyre og C=O på en anden struktur. Sidegrupperne (-R) pager ud β-plade dannes mellem(næsten) udstrakte (extended) peptidkæder Stabiliseres af hydrogenbindinger mellem N-H på en kæde og C=O på en anden kæde Sidegrupperne (-R) peger udad. Hvad er hydrogenbindinger? De er ikke kovalent bindinger som opstår. Små ladningsforkelle mellem eller indenfor molekyler - En hydrogenbinding er en tiltrækkende kraft imellem molekyler eller dele af molekyler. Bindingen dannes imellem et svagt elektropositivt hydrogenatom og et af de elektronegative atomer som ilt, kvælstof eller fluor. For at hydrogentatomet kan være elektropositivt, skal det være kovalent bundet til et elektronegativt atom. - Hydrogenbindinger varierer i styrke fra meget svage (1-2 kJ/mol) til ekstremt stærke (150 kJ/mol). Atomers elektronegativiet siger noget om hvor gode atomer er til at tiltrækker elektroner De 20 almindelige aminosyre -Der er basalt set 20 aminosyre der forekommer i proteiner -Den mest simple er glycin -Aminosyre der indgår i proteiner, er af L-form Disse molekyker ovenfor er Spejlbillededisomerer eller enantiomerer Proteiner er kædeformede biologiske makromolekyler opbygget af aminosyrer, sammenkoblede med peptidbindinger mellem en aminosyres carboxylgruppe og aminogruppen i den følgende aminosyre. Hvorfor er der behov for mange forskellige aminosyrer? -Ved at kombinere mange forskellige aminosyre så kan man opnå proteiner med forskellige egenskaber. Exp. Serine protease (Enzym). Tre særlige aminosyre Cystein, glycin og proline. -Glycine has the simplest R gruppe: a hydrogen atom. Glycine’s R gruppe gives mange muligt angles af rotation. Som gøre det ugunstige ( unfavorable) i nogle proteiner strukturer. Proline Pro,P har an R grupe ringer strukturet som inkluderes den amino gruppe og alpha carbon, som er forskellen fra andre aminosyrer. Den aminoringe (the pentagon) er omfangsrig og begrænsninger (bulky & constrains) its flexsiviliet Bulky =voluminoso ,constrain=limitante Denaturering af proteiner: Proteiner kan miste deres struktur på grund af varme, PH, forskellige kemikalier. Kan polypeptidet få sin naturlige strukturer tilbage? Ja, nogle gange er det muligt at det kan ske spontant. I levende celler får de hjælp af såkaldte chaperoner. Kulhydrater Kulhydrater eller sakkarider (latin: saccharider) er en stor gruppe af organiske stoffer populært kaldet sukker eller sukkerstoffer. Biokemisk fungerer kulhydraterne blandt andet som energilagringsstoffer og er med til at give levende organismer struktur. -Kulhydrater har den generelle formel Cn(H2O)m Eksempler: glucose (hexose) => Ribose (pentose) => Glyceraldehyde (triose) => α-og β-glukose Peger OH-gruppen på kulstof 1 nedad på glukose så kaldes det α-glukose Peger den opad så er det β-glukose Er det vigtigt? Ikke for monosakkarider, men for di-, oligo-, og polysakkarider! Effekten af α-og β-konfigurationen 1)Hvilken slags konfiguration har vi her? Henholdsvis α-og β-konfiguration 2)Hvad hedder bindingen mellem glukoseenhederne α-eller β-(1,4)-glykosidbinding 3)Kender I navnene på disse molekyler? Amylose og cellulose Cellulose og dets forekomst (La celulosa y su aparición) -Cellulose er opbygget af glukose bundet sammen med β-(1,4)-glykosidbindinger -Dets opbygning gør at cellulosefibre kan pakkes meget tæt og derved er de intermolekylære kræfter stærke => cellulose er vanskeligt at nedbryde (la celulosa es dificil de descomponer) -Cellulose er det kulhydrat der forekommer i størst mængde på jorden -Planters cellevægge er opbygget af cellulose -Cellulose har mange anvendelser Hvad bruges cellulose eller celluloseholdige materialer til? Vi mennesker bruger cellulose til papir, der næsten består af ren cellulose. En del af de træer man fælder i skoven går til cellulose. Man bruger også cellulose til tøj Hvilket polysakkarid indeholder disse fødevarer? Polysakkarider opdeles i fordøjelige og ufordøjelige kulhydrater. Den vigtigste af de fordøjelige polysakkarider er stivelse, som findes i eksempelvis kartofler og hvede. De ufordøjelige polysakkarider kaldes kostfibre og findes især i grove grøntsager og fuldkornsprodukter. Stivelse -Stivelse består af uforgrenet (no ramificado) amylose samt forgrenet amylopectin -Fungerer som et energilager i planter Glycogen -Glykogen ligner amylopectin, men er mere forgrenet -Dette polysakkarid findes i dyr hvor det udgør et hurtigt omsætteligt energilager (lever, muskler) Disakkarider Et disaccharid er det sukker, der dannes, når to monosaccharider er forbundet ved glykosidbinding. Ligesom monosaccharider er disaccharider simple sukkerarter, der er opløselige i vand. Tre almindelige eksempler er saccharose, lactose og maltose. Disaccharider er en af de fire kemiske grupperinger af kulhydrater Cellens arvemateriale Indeholder koden som dikterer hvordan levende organismer ser ud og fungerer? Cellekernen indeholder det meste af cellens arvemateriale. Arvematerialet er ordnet som lange kæder af DNA-molekyler, der er snoet omkring histon-proteiner som kromatin. Generne i arvematerialet udgør cellens nukleære genom. DNA er dobbeltstrenget Spørgsmål Hvilke par danner den stærkeste binding? a) Adenine og Thymine b) Cytosine og Guanine: det indeholder to hydrogenbindinger Det er hydrogen-bindinger der holder baserne sammen. Der er polar C=O og N-H covalent bindinger i baserne Nukleinsyrer laves i 5’ til 3’ retningen. -Enzymer (DNA/RNA-polymerase) påsætter nucleotiderpå den OH gruppe der sidder på kulstofatom 3 på ribose/deoxyribose. -Der dannes en såkaldt phosphodiesterbindingmellem nucleotiderne -Man siger at synteseretningen er 5’ → 3’ Hvilke dobbeltstrengede DNA molekyler hænger bedst sammen? Den med flest G & C’er => flest hydrogenbindinger, dvs nummer to Mellem G og C der er 3 hydrogen bindinger derfor hænger best sammen nummer 2 Man skriver normaltDNA/RNA sekvens op i 5’ til 3’ retningen: Den komplementære sekvens er sekvensen af den streng der kan baseparre perfekt med en given streng, i dette tilfælde: Den revers komplementære sekvens er den komplementære sekvens skrevet på den ”rigtige” måde (5’ til 3’ retning): RNA består som regel af en enkelt streng -RNA forekommer normalt ikke som dobbeltstrenget (dog i visse virus) -Dannes normalt ud fra DNA vha en RNA polymerase -DNA sekvensen der koder for RNA kaldes et gen Der er tre hovedtyper af RNA mRNA=> koder for proteiner tRNA=> bærere af aminosyrer rRNA=> indgår i ribosomalRNA -Nogle RNA molekyler kan folde op -De fleste RNA molekyler besidder en form for sekundær struktur -Deres baser parres med hinanden som dem i DNA (bortset fra at det er A og U der parrer da RNA ikke indeholder T) Hvordan tRNA, mRNA og rRNA dannes? - RNA molekyler dannes vhaRNA polymeraser ud fra DNA -De DNA sekvenser RNA polymerasen genkender kaldes gener Proteinsyntese -mRNAindeholder koden der fortæller hvordan et protein skal laves -rRNAindgår i ribosometder er ”maskinen” der afkoder Mrna -tRNAer bærere af aminosyrerne der indbygges i proteinet (son portadores de los aminoácidos allí incorporado a la proteína) RNA laver protein Det centrale dogma “Det centrale dogme” indenfor molekylærbiologien er et princip, der siger, at omsætningen af information sker fra DNA over RNA til protein. Kort beskrevet omskrives (transkriberes) DNA i den menneskelige cellekerne til små transportable RNA-molekyler, som efter processering kaldes messenger RNA (mRNA).
