letfolyamatok biokmiai alapjaiSerfz Gyngyi
[email protected] Dr. Grbe Anik
[email protected]
Tematika1. Az l sejt felptse s mkdse. Elemekbl trtn szervezds, a
makromolekulk jelentsge. Bioenergetika. Energia nyerse a
szervezetben. Az ATP jelentsge. Fehrjk szerkezete. Enzimolgia.
Sznhidrtok anyagcserje. Lipidanyagcsere. Fehrjk anyagcserje.
Aminosavak. Urea ciklus Citrtkr. Terminlis oxidci. Nukleotidok
jelentsge.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
2
Ajnlott irodalom
dm Veronika Orvosi Biokmia (Medicina 2004)
3
BevezetsBiokmia = az let kmijaorvosi/klinikai biokmia 1. test
kmiai felptse 2. anyagcsere mkds 3. klinikai vonatkozsok a)
preventv medicina (tpllkozs) b) klinikai kmiai diagnosztika c)
patobiokmia (acs. betegsgek)d) betegsgkvets e) terpia4
BevezetsMinden betegsgnek van biokmiai alapja! letmkdsek kmiai
reakcikBetegsgek okai: 1. oxignhiny (szv, keringsi elgtelensg) 2.
fizikai ok (trauma) 3. fertzs (vrusok, baktriumok, frgek,
egysejtek, gombk) 4. immunolgiai ok (elgtelen immunmkds,
autoimmun,allergia, anafilaxia)
5. kmiai ok (mrgek, drogok, gygyszerek) 6. nem megfelel tpllkozs
(hiny, elgtelensg, tlzott bevitel) 7. neuroendokrin ok (hormonlis
mkds elgtelensge,tlmkdse, pszichoszomatikus betegsgek)
8. rkltt (genetikai eredet betegsgek)
5
Az lvilg szervezdsi szintjeiatomok molekulk (makromolekulk)
sejtalkotk sejtek szvetek szervek szervrendszerek
szervezet (egyed) populci trsuls (letkzssg) biomok bioszfra
6
A szervezet kmiai felptse(eukarita)
A) elemekprimer
(a 90 elem kb. 1/3-a: 30 elem)
C, H, O, N Ca, P ~99 % K, Na, Mg, Cl, S szekunder Fe, Mn, Cu,
Zn, ~0,7 % F, Co, Se, I,... nyomelemek B, As, Br, Si, Mo, Cr, Br,
Ni... szennyez s toxikus elemek pl. Sr pl. Al, Hg, Cd, Pb a
toxicits az oxidcis llapottl is fgg! pl. Cr(II) Cr (VI) B)
mikromolekulk (pl. CO32-, PO43-) 18-60 Da:H2O, CO2, karbamid, ...
60-600 Da: cukrok, aminosavak, nukleotidok
7
A szervezet kmiai felptse(eukarita)
vztartalom felntt: 55-65 % jszltt: 75 % 3 hnapos magzat: 95
%specilis, egyedlll molekula nagyon j oldszer nagy hkapacits ok:
H-hd ktsek8
A szervezet kmiai felptse(eukarita)
C) makromolekulk (> 600 Da --- 103 Da ---1010 Da)o o o o
fehrjk sznhidrtok lipidek nukleinsavak(poliszacharidok)
(RNS, DNS)
D) szupramolekulris szerkezeteko biomembrnok (pl. sejthrtya) o
riboszma o multienzim rendszerek9
A szervezet kmiai felptse(eukarita)
E) sejtszervecskk sejtorganellumoksejtmag Golgi lizoszma
mitokondrium endoplazms retikulum
10
A szervezet kmiai felptse(eukarita) Sejtorganellumok specilis
anyagcserje: lizoszmk Golgi mitokondriumok sER rERhidrolzisek bont
folyamatok
glkoprotein szintzissejtlgzs, oxidatv folyamatok citrt kr
szteroidszintzis,... riboszmkkal - fehrjeszintzis
mitokondrium11
A szervezet kmiai felptse(eukarita)
F) G) H) I)
sejt szvet szerv szervezet
Mindannyian zigtaknt kezdtk az letet, szervezetnk felptsrl az
sszes informci a nukleinsavakban tallhat (= program).
J) populci ...
egyedi klnbzsg = egyedi fehrjekszlet = egyedi
nukleinsavprogram12
Az anyagcsere ltalnos vonsai A Fldn minden, a bioszfrt fenntart
energia vgs forrsa a napenergia. Az autotrf (ntpll) l szervezetek
kpesek biomolekulikat a szn-dioxidbl, mint egyetlen sznforrsbl
ellltani. A heterotrf (msokon tpllkoz) l szervezetek biomolekulikat
arnylag bonyolult s reduklt sznvegyletek krnyzetbl val felvtellel s
rszleges vagy teljes taktsval lltjk el. Az emberi szervezet
heterotrf.13
Heterotrf anyagcsere (metabolizmus)
E
nvny llat
ember14
Az anyagcsere ltalnos vonsai Az l szervezet nylt rendszer A
szervezet anyagai stacioner (steady-state) llaptban vannak:
bekerlnek a szervezetbe, talakulnak, lebomlanak, szintetizldnak,
kirlnek. A szervezet anyagainak stacioner llapott egyenslyt az
llandan zajl anyagcsere folyamatok (a metabolizmus) tartjk
fenn.
ltalnos rtelemben az anyagcsere a szervezet s a krnyezete kzti
anyagforgalmat (az anyagfelvtel, vagyis a tpllkozs s a lgzs, s az
anyagleads, azaz a salakanyagok kivlasztsa, rtse sszessgt) valamint
az elbbiekkel szorosan sszekapcsolt biokmiai folyamatok szvevnyes
rendszert jelenti.15
Az anyagcsere ltalnos vonsai KATABOLIZMUS: lebont folyamatok
Magasabb szervezettsg molekulk egyszerbb alakulnak ANABOLIZMUS:
felpt a magasabb szervezettsgi szint fel halad folyamatok, a
katabolizmussal ellenttes irnyak Az anabolitikus s katabolitikus
reacik nem pontos megfordtottai egymsnak. Csak rszben haladnak
azonos ton, a lpsek egy rszben eltr enzimekkel, kln reakciutakon
alakulnak t az intermedierek (kzti termkek).
16
Lebont anyagcsere folyamatok kapcsoldsa a citrt-krhzsznhidrt - H
lipid - H fehrje - H CO2 citrt-kr O2koenzim - H
H2Olgzsi lnc (terminlis oxidci)
ENERGIA
Mi trtnik a felszabadul energival? 60% h formjban tvozik 40%
makroerg vegyletet hoz ltre17
A szervezet energiatrol vegyletei A szabadenergia forrsa a
kiindul tpanyagok s a bomlstermkek (leggyakrabban CO2 s H2O)
szabadenergia tartalma kztti klnbsg. Ezt az energit az llnyek kmiai
energia formjban kpesek tovbb hasznostani. A kzvetlen kmiai energia
hasznostsra az ad lehetsget, hogy ltezik olyan foszforsavanhidrid
ktseket tartalmaz vegylet, az ATP, mely az lvilg egyetemes
energiavalutjnak tekinthet.
18
A szervezet energiatrol vegyleteiadenin ATP D-ribzhidrolzis
ADP
hidrolzis
AMP19
A szervezet energiatrol vegyletei Azon kmiai ktseket, melyek
hidrolzisekor tbb, mint 30 kJ energia szabadul fel, makroerg,
amelyeknl kevesebb, mikroerg ktseknek nevezzk. Az ATP
(adenzin-trifoszft) makroerg ktseket tartalmaz. A sejtekben lejtszd
folyamatok az ATP ADP + P talakulsban felszabadul energit
hasznostjk. Az l sejtben az ATP ADP rendszer lland ciklikus
talakulsban van. Az energia szolgltat folyamatok sorn feltltdik, az
energit ignyl folyamatok sorn kirl.
20
A szervezet energiatrol vegyletei
Sznhidrt Zsr Aminosav (tpanyagok)
+O2
ATP
Szintzisek
Izommunka sejtmozgs CO2 + H2O
ENERGIA felszabadts
ADP + P
Ozmotikus transzport folyamatok
ENERGIA felhasznls
21
Anabolizmus - katabolizmusANABOLIZMUS szervezet felptse a tpllk
ptkveibl felpts energiaignyes folyamat ATP felhasznlssal jr (= ATP
hidrolzis)lgzs
KATABOLIZMUS tpanyag, illetve sajt molekulink elgetse lebonts
energiatermel folyamat ATP keletkezssel jr (= ADP foszforilci)
H2O(lgzsi pra)
O2 + H2
tpanyag, ill. szervezet molekulibl22
Anabolizmus - katabolizmusA szervezetben llandan folyik: lebonts
felptsgyerekkor, ifjkor felnttkor idskor felpts dominl egyenslyban
lebonts kerl eltrbe
23
Ksznm a figyelmet!
24
