93
Biologija grč. bios = život, logos = govor, riječ Znanost o živim bićima i životnim procesima upoznaje nas s osnovnim načelima na kojima se temelji život

Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

  • Upload
    others

  • View
    13

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Biologijagrč. bios = život, logos = govor, riječ

Znanost o živim bićima i životnim procesimaupoznaje nas s osnovnim načelima na kojima

se temelji život

Page 2: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 3: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Prokaryotes

Otkriće molekularne osnove života, DNA, dovodi do nove podjele svih organizama u 3 velike domene – dva tipa stanica

Page 4: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanley Miller 1950-ih

Page 5: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 6: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 7: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 8: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Klasifikacijastanica

Page 9: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

VRSTA – skupina organizama sa zajedničkim osobinama, mogu se međusobno pariti, dati plodne potomke.

Vrste s nekim zajedničkim osobinama združuju se u istiROD.

Srodni rodovi združuju se uPORODICU.

Srodne porodice u RED.

Srodni redovi u RAZRED i KOLJENO.

Najviša i najšira jedinica u raspoređivanju je CARSTVO.

Klasifikacija živih bića

Page 10: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanična teorija, glavna doktrina biologije:1. Sva su živa bića građena od 1 ili više stanica2. Stanice su temeljne žive jedinice organizma i

kemijske reakcije života zbivaju se unutar stanica

3. Sve stanice nastaju iz već postojećih stanica

1830. g. M. J. Schleiden i T. Schwan:

Stanica je osnovna građevna jedinica svakog živog bića

Page 11: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Biljne stanice

Jednostanični organizmi – višestanični organizmi

-> višestanični organizmi posebna -> organizacija stanica -> specijalizacija stanica

Životinjske stanice

Page 12: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

imaju jezgru i organelejednostavne stanice bez jezgre

Page 13: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Veličina - eukariotske stanice su prosječno deset puta veće od prokariotskih

Kompozicija genoma - DNA eukariota znatno je složenija

Stanična stijenka – stijenka prokariota građena je od peptidoglikana (polimeri šećera i AK)Biljne eukariotske stanice imaju celuloznu stijenku

Page 14: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanična membrana, jezgra, citoplazma, stanične organele (odjeljci)

Page 15: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 16: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 17: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Evolucija prirodnom selekcijom:

- nastanak slučajnih varijacija u genetskom materijalu i prijenos na potomstvo- selekcija u korist genetske informacije koja pomaže preživljavanju i napretku

Jedinstvenost stanica – DNA, proizvodnja energije Različitost stanica – diferencijacija, specijalizacija,

proliferacija, komunikacija, udruživanje

Page 18: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Višestanični organizmi

OSNOVNO, parenhimske, fotosintezakolenhimske i sklerenhimske stanice

KOŽNO I PROVODNO TKIVO

Page 19: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 20: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Evolucija višestaničnih organizama i specijalizacija stanica

Page 21: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanice se međusobno razlikuju ovisno o funkciji koju vrše

Vanjski oblik

Diferencijacija

Aktivnost stanice

Page 22: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Unutrašnja organizacija

Page 23: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Tkiva – organi – organski sustavi

Page 24: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Dioba stanice

Stanični ciklus

Page 25: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

cells

tissues

organs

organisms

Nucleus, mitochondria, Golgi apparat, etc

Ribosomes, chromosomes, cytoskeleton, membranes, etc

proteins

aminoacids

nucleic acids

nucleotides

N-containing bases Ribose

monosaccharides

polysaccharides

phospolipids

Fatty acids, glycerol, cholin

triacylglycerols

GRAĐA STANICE

Page 26: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanica i stanični sastav

Građa – makromolekule

Uloga enzima

Biosinteza staničnih sastojaka

Metabolička energija

Biološke membrane

Page 27: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Stanica:

- 70% mase voda

- 1 % mase anorganski ioni (Na, K, Mg, Ca, HPO4, Cl, HCO3)

- organski spojevi s C (H, N, O) – NK, UH, AK, proteini, masti

Page 28: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Voda je polarna molekula zbog asimetričnog rasporeda elektrona

Page 29: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Vodikove veze

Polarne molekule

Veze između mol. vode Veze između mol. vode i polarnih mol.

Page 30: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Hidrofilne tvari – ioni, polarne molekuleHidrofobne tvari – nepolarne molekule

Hidrofobne tvari razaraju vodikove veze između molekula vodeVezuju se međusobno

Page 31: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Grupe nastale kombinacijom atoma:

methyl – CH3 – u UHhydoxyl – OH u alkoholucarboxyl - COOH u kiselinamaamino – NH2 u amidima

Težina od 100 – 1000 i do 30 C atomaSlobodne u tekućiniOsnova za izgradnju makromolekula10% mase stanice

Male molekule

Page 32: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Grupe nalazimo u

šećeramasnih kiselinanukleotidaaminokiselina

Polimerizacija

ugljikohidratilipidinukleinske kiselineproteini

Page 33: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Bez limitirane veličineČvrste kovalentne veze (DNA) – razbijaju se pomoću definiranih uvjeta – enzimaNekovalentne veze (aktin) za udruživanje dijelova makromolekula i više makromolekula zajedno

Težina od 10000 do 1 mil.

Konformacija – 3D oblik makromolekulatijekom evolucije nastao najbolji oblikoblik HELIKSA – minimalna slobodna energija

MAKROMOLEKULE

Page 34: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Uloga makromolekula:

Visoko svrsishodne i konzervirane - adaptacija tijekom evolucije za specifične funkcije

Katalizatori kemijskih reakcija

Izgrađuju kompleksne strukture

Omogućuju pokretanje

Čuvaju i prenose nasljedne informacije

Page 35: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

UGLJIKOHIDRATI

Jednostavni šećeri - monosaharidirazgradnjom daje energiju i materijal za sintezu tvari u staniciglukoza

Složeni šećeri – polisaharidizalihe šećeragradivni dio staniceprepoznavanje stanicaadhezijatransport proteina u stanicu i iz njeglikogen

Page 36: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Jednostavni šećeri

Trioze, pentoze, heksoze

Ciklički oblici - 5 C

Page 37: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Glikozidna veza – oligosaharidi, polisaharidi

Reakcija dehidracije

Page 38: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Polisaharidi s pobočnim lancima (amilopektin, glikogen) bez pobočnih lanaca (celuloza)

Spremište glukoze

Građa stanične stijenke

glukoza

glukoza

Page 39: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Ugljikohidrati se kovalentno vežu :

za proteine – GLIKOPROTEINI

za lipide - GLIKOLIPIDI

Page 40: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

LIPIDI

1. Glavni sastojak stanične membrane

2. Rezervna energija – 2x više energije nego šećeri

3. Signaliranje – steroidni hormoni, prenose impulse sa stanične membrane u njenu unutrašnjost

Page 41: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Jednostavni lipidi – masne kiseline

Hidrofilni dio COO-

karboksilna skupina

Hidrofobni dio – lanac nepolarnih ugljikovodika CH2 (16-18 C atoma)

Često reagiraju s hidroksilnim ili amino grupama – esteri i amidi

Page 42: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Masne kiseline

Palmitinska, stearinska – zasićeneOleinska – nezasićena (dvostruka veza između C atoma)

Page 43: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

U stanici masne kiseline dolaze kao trigliceridi ili masti

Tri masne kiseline + glicerolNetopivi u vodi, rezervna energija

Page 44: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Fosfolipidi

dvije masne kiseline (hidrofobni dio) + glicerol + fosfatna skupina+ hidrofilna polarna glavica (serin, holin, inozitol, etanolamin)

Glavni sastojak staničnih membranaAmfipatične molekule (+ i -)Djelom topive, djelom netopive u vodi

Page 45: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

dvije MK + glicerol + fosfatna skupina + polarna glavica

(kolin, etanolamin) dvije MK + glicerol + fosfatna skupina + polarna glavica

(serin, inozitol)

Page 46: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

dvije MK + serin + fosfatna skupina + polarna glavica

Page 47: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

- dva lanca ugljikovodika vezana na polarne glavice serina

- sadrže ugljikohidrate (glukoza)

Glikolipidi

- dio stanične membrane

Page 48: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Kolesterol

- četiri prstena ugljikovodika – jako hidrofobni dio- polarna hidroksilna grupa – hidrofilni dio - amfipatična mol.- dio stanične mebrane- osnova za steroidne hormone (testosteron, estrogen)

Page 49: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

NUKLEINSKE KISELINE

Informacijske molekule u stanici

DNA – genetski materijal koji je kod eukariota u jezgri

mRNA – nosi informacije od DNA do ribosoma

rRNA – uključena u sintezu proteina

tRNA - uključena u sintezu proteina

Dorada i prijenos RNA, proteina

Page 50: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Nukleinske kiseline – polimeri nukleotida

Purinske baze A,GPirimidinske baze C,U,T

Fosforilirani šećeri (riboza, dezoksiriboza)

DNA – A,GC,T

RNA – A,GC,U

Page 51: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Nukleozidi – baze vezane na ribozu (RNA) ili deoksiribozu (DNA)

Nukleotidi – nukleozid + jedna ili više fosfatnih grupa

Page 52: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Polimerizacija nukleotida stvaranjem fosfodiesterske veze između 5 fosfatnog kraja i 3 hidroksilnog kraja dva nukleotida

Sinteza uvijek ide od 5’ prema 3’ (tako se piše i sekvenca NK)

Page 53: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Komplementarno sparivanje - stvaranje vodikovih veza između baza suprotnih lanaca DNA A – T

G - C

DNA – dvostruka uzvojnica

Page 54: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Lanci su antiparalelni

Page 55: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Uloga nukleotida

Građevne jedinice nukleinskih kiselina DNA, RNA

Kemijska energija u stanici – ATPDonosioci energije ili aktivirnih kemijskih skupinaSignalne molekule c-AMP

Page 56: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

M a k r o m o l e k u l e :

Ugljikohidrati - glikozidna veza – oligosaharidi, polisaharidi

Lipidi - masne kiseline dolaze kao trigliceridi ili masti, fosfolipidi, glikolipidi

Nukleinske kiseline - polimerizacija nukleotida stvaranjem fosfodiesterske veze

PROTEINI

Page 57: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

PROTEINI

Struktura – građa Transport - hemoglobinObrana - protutijelaPrijenos informacija - hormoniKataliza - enzimi

Polimeri 20 aminokiselina

Page 58: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Aminokiseline

Centralni C atom

Vodikov atomKarboksilna skupina COO-

Amino grupa NH3

Specifični bočni lanac

Amfo t e r n e mo l e k u l e

Page 59: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Nepolarne AK -u bočnom lancu imaju H -hidrofobne (u centru proteina)

1 – 1H atom - Gly4 – do 4C atoma u bočnom lancu - Ala, Val, Leu, Ile1 – ciklička AK – Pro2 – sa S – Cys, Met2 – aromatski prsten – Phe, Trp

Page 60: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Polarne AK - hidrofilnena površini proteina

3 – hidroksilna grupa – Ser, Thr, Tyr2 – amino grupa – Asn, Gln

Page 61: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Bazne AK

Kisele AK

- 2 hidrofilne – Lys, Arg- 1 neutralna ili (–) His enzim u procesima vezanim za

izmjenu H iona

- 2 negativno nabijene, hidrofilne – Asp, Glu

Page 62: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Aminokiseline se peptidnim vezama vezuju u polipeptide- karboksilna skupina jedne na amino skupinu druge AK

Page 63: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

N C

Dodavanje novih AK na C-kraju

Page 64: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Proteini - struktura

Primarna struktura – raspored AK u lancu

Sekundarna struktura – organizacija dijelova lanca

Page 65: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Nekovalentne veze koje drže lanac AK u određenom položaju

12 3

4 Raspored hidrofilnih i hidrofobnih AK

CH i NH

Page 66: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

- uzvojnica (heliks)

Vodikove veze između CO i NH grupa peptidnog lanca udaljena 4 AK ostatka

Sekundarna struktura – organizacija dijelova lanca

Page 67: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

- nabrana ploča (sheet)

Vodikove veze između CO i NH grupa dvaju paralelnih ili antiparalelnih peptidnih lanaca

Sekundarna struktura – organizacija dijelova lanca

Page 68: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Tercijarna struktura – interakcija AK različitih regija primarnog lanca

Položaj hidrofobnih AK u unutrašnjosti i hidrofilnih AK na površini proteina - vodikove, ionske veze na površiniKovalentne disulfidne veze cisteinskih ostataka u unutrašnjosti - stabilizacija

petlja - uzvojnica- ploča

Page 69: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Motif – kombinacija - uzvojnice i - ploče

- -

Domena –kompaktana globularna struktura uzvojnica, petlji i ploča

Osnova tercijarne strukture

Page 70: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Kvartarna struktura – interakcija različitih lanaca polipeptida

Hemoglobin

Page 71: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Monomeri – polimeri

Page 72: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Polimerizacija istovrsnih globularnih podjedinica

DIMERI

Page 73: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Polimerizacija istovrsnih globularnih podjedinica

LANCI, PRSTENI

Page 74: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Tri načina kako proteini mogu biti specifični za stanicu:

- prisutan samo u tom tipu stanica

- prisutan u nekoliko tipova stanica ali modificiran (primjer: alkalna fosfataza crijeva i placente -izoformni oblici)

- prisutan u više tipova stanica, ali u nekima znatno više (kvantitativna specifičnost)

Page 75: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Funkcija proteina

Građa

Transport - hemoglobin

Obrana - protutijela

Prijenos informacija – hormoni

Kretanje – aktin, miozin

Kataliza - enzimi

Page 76: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Enzimi – katalizatori kemijskih reakcija

Ubrzanje kemijskih reakcija 106 –1012 x-bez trošenja enzima-bez trajnog mijenjanja enzima-bez mijenjanja položaja ravnoteže supstrata i produkta

- 1000 - 4000 u svakoj stanici, neki specifični za stanicu, drugi ubikvitarni- u stanicama i van njih – crijeva, krv, međustanična tvar

Page 77: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

E + S vezanje ES kataliziranje EP otpuštanje E + P

Enzimi smanjuju energiju aktivacije

Treba postićienergiju aktivacije

Kemijska ravnoteža

Page 78: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Aktivno mjesto enzima – bočni lanci AK, utori na površini - dio koji prepoznaje supstrat (LIGAND) i veže ga (vodikove, ionske, hidrofobne interakcije)

- dio koji katalizira reakciju

Vezivanje enzima i supstrata je visoko specifično

Page 79: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

1. Enzimi - stabilizacija prijelaznih oblika dovođenje 2 supstrata u poziciju za djelovanje

Page 80: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

2. Enzimi – mijenjanje konformacije supstrata i enzima radi bržeg postizanja prijelaznog stanja

Distorzija supstrata –promjena konformacije E i S olakšavanje postizanja prijelaznog stanja

Ključ – brava

Izazvana prilagodba

Page 81: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

3. Enzimi - direktno sudjelovanje u katalitičkim procesima

AK (kisele i bazične) iz aktivnog mjesta enzima reagiraju sa supstratom - nastanak intermedijalnih spojeva

Serinske proteaze razgrađuju proteine kidajući peptidne veze

Aktivno mjesto proteaza sadrži serin, histidin, aspartat – pokreću hidrolizu peptidne veze

KIMOTRIPSIN – uz hidrofobne AK (triptofan, fenilalanin)TRIPSIN – uz bazične AK (lizin, arginin)

Page 82: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Razgradnja uz hidrofobne AK Razgradnja uz bazne AK

Džep aktivnog mjesta

Hidrofobne AK

(-) AK

Page 83: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Koenzimi- organske mol. male mase- surađuju s enzimima na ubrzanju reakcija- recikiraju se (za veći broj reakcija)- “trajni dio” su enzima

- prenose kemijske skupine – karboksilne (biotin),acilne (koenzim A), elektrone (NAD+)

Prostetičke skupine

Page 84: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se
Page 85: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Kontrolni mehanizmi enzimske aktivnosti

1 - Inhibicija povratnom spregom

produkt inhibira aktivnost enzima

Inhibicija izoleucina

Page 86: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

2 - Alosterička regulacija

– promjene u tercijarnoj ili/i kvartarnoj strukturi proteina nastale vezivanjem malih regulacijskih mol.- ali ne na katalitičko mjesto enzima - inhibicija, aktivacija

Page 87: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Inhibicija povratnom spregom + alosterička inhibicija

Page 88: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

3 - Fosforilacija i defosforilacija

- kod 10% proteina- dodavanje i skidanje fosfatnih skupina serina, treonina i tirozina

Kinaze – kataliziraju fosforilaciju - prenose P grupu s ATP-a na hidroksilnu grupu serina, treonina ili tirozina – oslobađa se energija

Stanično signaliranje, stanični ciklus250 enzima – sinhrono djelovanje

Stanični ciklus

Page 89: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

Fosfataze – kataliziraju defosforilaciju - uklanjaju P s proteina

Kinaze – kataliziraju fosforilaciju - prenose P grupu s ATP-a na hidroksilnu grupu serina, treonina ili tirozina – oslobađa se energija

Page 90: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

4. Interakcije protein – protein

Kod alosteričkih enzima –vezivanje regulatorne mol. mijenja konformaciju

Enzim + cAMP → promjena konformacije→ aktivacija

Page 91: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

5. GTP (guanin trifosfat) vezujući proteini - za dodavanje i oduzimanje P

Page 92: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

GTP se hidrolizira u GDP – enzim je aktivan

GTP- aze kataliziraju GTP hidrolizu

Page 93: Biologija - mef.sum.bamef.sum.ba/biologija/wp-content/uploads/2018/06/P1.pdf · nukleinske kiseline proteini. Bez limitirane veličine Čvrste kovalentne veze (DNA) –razbijaju se

6. Proteini koji hidroliziraju ATP mehanički rad u stanici

Alosterički proteini – bez utroška energije

Motorni proteini – ireverzibilna promjena strukture Uz utrošak energije ATP-a i GTP-a

Npr. Na+K+ATP-aza