1 BIOCHIMIE MD Ro Suport Curs Sem I Descriptiv

  • View
    35

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

biochimie

Transcript

CHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE

Suport Curs Semestrul I

FACULTATEA DE MEDICINA DENTARACHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE

CUPRINSIntroducere n biochimie: definiii generale i noiuni fundamentaleStructura i caracteristicile biochimice generale ale celulei (principalii compui organici i anorganici)Proteine (aminoacizi, peptide, proteine structur chimic)Heteroproteine : cromoproteine, nucleoproteine Acizi nucleici structura chimicaMembrane biologice: proteine membranare;lipide membranare: structur i proprieti (fosfolipide, glicolipide, colesterol), integrarea in membrana celulara;glucide membranare: glucide, structur, proprieti; glicoproteine.Enzime (I): - clasificare, structur, mod de aciune, specificitate,cinetica enzimatica Enzime (II): Coenzime (vitamine hidrosolubile cu rol coenzimatic: B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9, B12, Biotina, C)Rolul nutrienilor naturali (vitamine liposolubile A,D,E,K)Bioenergetic i metabolism oxidativ - oxidarea biologica, lanul respirator i fosforilarea oxidativ

1. Introducere n biochimie: definiii generale i noiuni fundamentale

2. Structura i caracteristicile biochimice generale ale celulei (principalii compui organici i anorganici)

INTRODUCERE

Biochimia este stiinta care se ocupa cu studiul diferitelor molecule din celula vie si a reactiilor chimice ale acestora.Biochimia este stiinta care se ocupa de studiul bazelor chimice ale vietii.Celula este unitatea structurala a organismelor si sistemelor vii.Biochimia este stiinta care se ocupa cu studiul constituientilor chimici ai celulelor vii si cu reactiile si procesele in care acestea sunt implicate.

Biochimia se afla la confluenta a 3 mari domenii : Biologia moleculara si celulara, Imunologie si Genetica, Fiziologie si Fiziopatologie.

Intrucat viata e strict dependenta de reactii chimice, biochimia a devenit limbajul comun al tuturor stiintelor biologice.

Obiectivul major : intelegerea deplina la nivel molecular a tuturor formelor de viata, de la organisme relativ simple (virusi, bacterii) , pana la organismul uman.

Starea de sanatate e strict dependenta de un echilibru armonios intre reactiile biochimice din organism.

Boala reflecta defecte (anomalii) ale biomoleculelor, reactii sau procese biochimice.

Preocuparea principala a oamenilor de stiinta aflati in slujba sanatatii populatiei o reprezinta 2 obiective majore : intelegerea si mentinerea starii de sanatateintelegerea si tratamentul efectiv al starii de boala

Interrelatia Biochimie-Medicina se poate descrie ca o cale in ambele sensuri.

Progresele in biochimie au putut releva si ilumina arii intregi din medicina si invers, adeseori studierea bolilor a condus la relevarea unor noi aspecte biochimice care anterior nu fusesera prospectate.

Utilizarea rationala a variatelor teste de laborator este o componenta integrala in diagnosticul si tratamentul bolilor.

Dezechilibrele pot fi produse din interior sau exterior.

Una din conditiile principale in mentinerea starii de sanatate este o dieta echilibrata in anumite principii nutritive :

VitamineAminoaciziAcizi grasi, carbohidratiMineraleApa

PRINCIPALELE BIOMOLECULE

Elementele biochimice care compun biomoleculele sunt doar cateva : C, O, H,N,P,S, apa (70-80% din greutatea celulara)

Grupele functionale : OH, SH, NH2, CHO, C=O, COOH

Biomoleculele se gasesc sub forma de MONOMERI care condenseaza, rezultand BIOPOLIMERI ( 4 clase principale).

PROTEINE :

polimeri ai aminoacizilor (majoritatea contin combinatii ale 20 aminoacizi naturali)

sunt reprezentate de componente structurale ale celulei, proteine plasmatice circulante, enzime, anticorpi, rodopsina, actina, miozina)

aminoacizii sunt legati prin legaturi peptidice

forma si functia proteinei este conditionata de secventa aminoacizilor

2. CARBOHIDRATI

glucidele sunt polimeri ai monozaharidelor

reprezentantul principal este glucoza

sunt polialcooli cu o grupare aldehidica sau cetonica.

Monozaharidele contin cel mai frecvent 5 sau 6 atomi de C

Monozaharidele se leaga prin legaturi glicozidice

Sunt molecule hidrofobe.

3. LIPIDE

nu sunt polimeri ai acizilor grasi

cele mai multe sunt hidrofobe ( insolubile in apa )

formate esential din alcool si acizi grasi

exista mai multe categorii : fosfolipide, trigliceride, steroli

pot fi si amfipatice, de obicei la nivelul membranelor, unde coexista grupari hidrofile si hidrofobe.

4. ACIZI NUCLEICI

sunt polinucleotide, conectate prin legaturi fosfodiesterice

monomerii sunt reprezentati de nucleotide: baza azotata-pentoza- P.

Caracteristicile structurale ale celuleiGeneralitati procese metabolice Biomolecule

PROCESELE METABOLICE generalitati

Chiar si cele mai simple organisme vii sunt capabile sa sintetizeze mii de molecule complexe, unice in felul lor. Celulele si organismele vii utilizeaza energia inconjuratoare pentru a sintetiza principalele pietre de constructie pentru biomolecule (acizi grasi, monozaharide, aminoacizi).

CALE METABOLICA : este o succesiune de reactii responsabila de: -sinteza unui compus complex dintr-unul sau mai multi compusi simpli - degradarea unui compus pana la obtinerea de compusi finali.

Pentru a obtine molecule complexe se cheltuie o cantitate foarte mare de energie, aceasta fiind obtinuta din degradarea unor alte molecule complexe, cu recuperarea unei parti din energia stocata.

CELULA caracteristici biochimice corelate cu caracteristici structurale

CELULA = unitatea fundamentala a activitatii biologice la nivelul unui organism.Celula eucariota prezinta mai multe fractii subcelulare (organite) : nucleu : are membrana dubla cu pori, contine majoritatea ADN-ului organizat in cromosomi si un nucleol.Mitocondrii au membrane dubla (externa si interna; cea interna este impachetata sub forma de creste )Reticulul endoplasmatic: o retea de cisterne (tuburi) cu ribozomi pe suprafataRibozomi : liberi sau atasati RE, contin ARN si proteine specificeAparat Golgi LizozomiPeroxizomi Elemente ale citoscheletuluiMembrana plasmatica

Toate acestea se pot studia separat urmand un protocol pentru izolarea lor :extractieomogenizarecentrifugare diferentiata (fractionare subcelulara)

Fiecare dintre compartimentele celulare poseda de regula un marker enzimatic.

Organite celulareFunctia majora (calea metabolica)Marker enzimaticNucleuSinteza de AND si ARN (transcriere)AND sintetazaMitocondrieCiclul Krebs, beta oxidarea acizilor grasiGlutamat-DHRibozomiSinteza proteinelor ( translatia ARN)ARNReticulendoplasmaticSinteza lipidelorG-6-P-azaLizozomiReactii de degradareHidrolazeAparat GolgiReactii de glicozilareGal-transferazaPeroxizomiDegradarea AG,aminoacizilor, producerea si degradarea H2O2.CatalazaCitoplasmaGlicoliza, sinteza AGLDHMembrana plasmaticaTransportul moleculelor prin membraneAdeziunea intercelularaNa, K, ATP-aza5-nucleotidaza

PROTEINELE

Definitie : sunt macromolecule formate prin legarea aminoacizilor intre ei prin legaturi peptidice. Unitatile functionale sunt aminoacizii.Caracteristici : indispensabile vietiigrad crescut de specificitate de specie si de organgrad crescut de complexitate si varietate moleculara.Functii : structural (in tesuturi, si iau parte si la refacerea lor, in procesul de cicatrizare)intra in structura enzimelor si a hormonilorformeaza anticorpi (imunoglobuline), cu rol in apararea imunologicamentin echilibrul hidro-electrolitic (repartizeaza apa in diferite sectoare)asigura presiunea coloid-osmotica (albumina)transportul gazelor (hemoglobina)tampon (mentin pH- ul constant)transportul unor substante liposolubile ( vitamine, hormoni liposolubili)coagularea sangelui

Prin hidroliza proteinelor rezulta cca 20 de aminoacizi naturali.

Proprietatile generale ale proteinelor:

Solubilitatea : proteinele globulare sunt solubile in apa, iar cele fibrilare sunt insolubile.Solubilitatea este puternic influentata de pH-ul mediului, prin modificarea incarcaturii electrice a proteinelor.2. Proprietatile electro-chimice : - proteinele sunt poliamfoliti -la pH fiziologic toate grupele COOH si -NH2 sunt complet ionizate -migreaza in camp electric (proprietate ce sta la baza separarii lor din amestecuri electroforeza )3. Denaturarea : este modificarea proprietatilor biologice si fizico-chimice sub actiunea diferitilor agenti denaturanti (temperaturi crescute, extreme ale pH-ului, solventi organici, agenti tensioactivi) care actioneaza prin ruperea legaturilor necovalente din structura secundara, tertiara, cuaternara.Prin denaturare se modifica solubilitatea, proteinele pierd capacitatea de a cristaliza, scade rezistenta la hidroliza, creste capacitatea de a da reactii de culoare.Denaturarea poate fi reversibila sau ireversibila.4. Activitatea optica este data de prezenta C asimetric din structura aminoacizilor5. Greutate moleculara mare6. Hidroliza proteinelor ( in prezenta de acizi sau baze la cald, sau a enzimelor proteolitice ) duce la formarea a 20 de tipuri de aminoacizi.

Clasificarea proteinelor :

dupa compozitia chimica : proteine simple (formate numai din aminoacizi ) = holoproteineproteine complexe : formate dintr-o parte proteica si o parte neproteica (grup prostetic) - heteroproteinePartea neproteica poate fi : - hem (hemoproteine) - acizi nucleici (nucleoproteine) - glucide (glicoproteine) - lipide (lipoproteine) - fosfor (fosfoproteine) - metale (metaloproteine)2. dupa forma moleculei :- proteine globulare (albumine, globuline, histone)-proteine fibrilare (colagen, fibrinogen, keratine, actina, miozina)- au molecula alungita

AminoaciziPeptideProteine

AMINOACIZI

D