biochemia_mod_1.pdf

Biochemia

autor: dr n. med. Radosław Sychowski

OPRACOWANIE KURSU

kierownik projektu: Agnieszka Wierzbicka

metodycy: Agnieszka Wierzbicka

Marta Dziubińska

graficy: Joanna Niekraszewicz

informatycy: Michał Goździk

Sławomir Walinowicz

Wstęp

Biochemia to nauka zajmująca się chemicznymi podstawami życia (gr. bios — życie).

Zajmuje się związkami chemicznymi i wszystkimi procesami, zachodzącymi miedzy

nimi.

Pierwszy moduł — Biochemia statyczna — ugruntowuje podstawowe wiadomości na

temat związków chemicznych, będących składowymi komórek i ważnymi elementami

metabolizmu człowieka. Zawiera podstawowe informacje na temat węglowodanów

(cukry proste i złożone), aminokwasów (budowa aminokwasów, wiązanie

peptydowe), białek (struktura, podział, funkcja, przykłady), tłuszczów (budowa, rola,

przykłady) i kwasów nukleinowych (puryny, pirymidyny, nukleotydy, DNA, RNA).

Omówienie wszystkich wymienionych wyżej związków traktowane jest jako wstęp do

poznania przemian metabolicznych.

Moduł drugi — Biochemia dynamiczna — przybliża główne szlaki metaboliczne

człowieka — przede wszystkim syntezę i rozkład cukrów, oddychanie

wewnątrzkomórkowe, przemiany aminokwasów oraz kwasów tłuszczowych.

Znajomość tej tematyki pozwala ugruntować wiedzę na temat podstawowych

mechanizmów molekularnych, rządzących metabolizmem człowieka.

Trzeci moduł — Wybrane zagadnienia z biochemii człowieka — przybliża strukturę

i działanie hormonów, metabolizm porfiryn, witamin oraz wprowadza w zagadnienia

enzymologii. Ostatnie tematy poświęcone są zagadnieniom biochemii klinicznej,

tj. wiedzy biochemicznej, będącej narzędziem diagnostycznym.

Biochemia statyczna

1. Biomolekuły i metody biochemiczne

2. Aminokwasy, peptydy, polipeptydy, białka

3. Węglowodany o znaczeniu fizjologicznym

4. Lipidy o znaczeniu fizjologicznym

5. Nukleotydy i kwasy nukleinowe

Biochemia statyczna

1. Biomolekuły i metody biochemiczne

Biochemia to nauka zajmująca się różnorodnymi związkami chemicznymi i

związanymi z nimi reakcjami chemicznymi, które zachodzą w żywych komórkach.

Jest to nauka dotycząca chemicznych podstaw życia (gr. bios — życie). Zadaniem

biochemii jest opisanie oraz wyjaśnienie na poziomie molekularnym wszystkich

procesów chemicznych zachodzących w organizmach żywych.

Biochemia statyczna przedstawia budowę podstawowych grup związków

chemicznych, które pełnią kluczową rolę w organizmie człowieka, dlatego na

początku omówione zostaną metody badawcze tej gałęzi biochemii, a następnie

skład chemiczny organizmu i podstawowe klasy cząsteczek w nim występujących.

Metody badawcze w biochemii

Aby móc badać składniki chemiczne komórek i przyporządkować je do określonych

organelli komórkowych, należy przeprowadzić frakcjonowanie subkomórkowe. Na

proces ten składają się trzy operacje: ekstrakcja, homogenizacja i wirowanie

(uzyskanie frakcji jądrowej, mitochondrialnej i mikrosomalnej). Określenie struktury

oraz funkcji konkretnej biomolekuły wymaga jej wyizolowania. W tym celu stosuje się

frakcjonowanie za pomocą soli, chromatografię (bibułową, jonowymienną,

powinowactwa, cienkowarstwową, cieczowo-gazową lub wysokociśnieniową), filtrację

żelową, elektroforezę (np. bibułową, żelową — na agarozie, poliakryloamidzie,

poliakryloamidzie z siarczanem dodecylu sodu). Częste jest również stosowanie

technik immunochemicznych.

Przy określaniu struktury biomolekuł korzystamy ze spektroskopii w świetle UV, IR,

VIS, spektroskopii masowej, spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego

(NMR), dyfrakcji promieni X i krystalografii. Często stosuje się kwasową lub

zasadową hydrolizę, a także korzysta ze swoistych enzymów degradujących

cząsteczki — proteazy, nukleazy, glikozylazy (by zbadać podstawowe składniki

złożonej biomolekuły).

Biochemia statyczna

Wyjaśnianie procesów biochemicznych stało się łatwiejsze po wprowadzeniu do

badań technik izotopowych. Dzięki „naznaczeniu” cząsteczki izotopem trwałym i

radioaktywnym możliwe jest śledzenie jej losów in vivo i in vitro . Ogromną rolę

odgrywają techniki immunologiczne oraz sekwencjonowanie białek i kwasów

nukleinowych.

Rysunek 1. Przykładowy rozdział elektroforetyczny białek błony erytrocytarnej człowieka

(SDS-PAGE)

Skład chemiczny organizmu i podstawowe klasy cząsteczek w nim

występujących

Organizm ludzki składa się z kilku pierwiastków, które tworzą różne cząsteczki.

Główne pierwiastki to: węgiel, wodór, tlen i azot. Stanowią one główne składniki

większości biomolekuł. Możemy je podzielić na:

— makroelementy, stanowiące powyżej 0,01% suchej masy ciała, np. C, H, O, N, S,

P, Ca, Mg, K, Na, Cl,

— mikroelementy, stanowiące od 0,01% do 0,00001% suchej masy ciała, np. Fe,

Mn, Mo, J, F, Cu, B, Zn, Co, Si,

— ultraelementy, pierwiastki śladowe, które stanowią poniżej 0,00001% suchej masy

ciała, np. Pb, Au, Ag, Se.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: