Chemické složení organismů

1. Látkové složení

• A) Organické látky (Sacharidy,Lipidy,Proteiny,Nukleonové kyseliny,Enzymy,Vitamíny)
• B) Anorganické látky (soli,plyny,voda)

Organické látky

1. Sacharidy   

• Sloučeniny kyslíku,uhlíku,vodíku
• Vznikají při fotosyntéze v zelených rostlinách
• Význam-zdroj energie,stavební a zásobní látky

a) MONOSACHARIDY (jednoduché cukry)

• skládají se z 1 molekuly cukru
• fruktosa(ovocný cukr)
• glukosa(hroznový cukr)
• galaktosa(součást mléčného cukru)
• riboza(součást nukleonových kys.-RNA)
• deoxyriboza(součást nukleonových kys.-DNA)

b) DISACHARIDY

• 2 molekuly monosacharidů
• spojeny glykosidovou vazbou
• maltosa=sladový cukr(2x glukosa)
• laktosa=mléčný cukr(glukosa+galaktosa)
• sacharosa=řepný cukr(glukosa.+fruktosa)

c, POLYSACHARIDY

• Mnoho molekul monosacharidů
• Mají různé vlastnosti a v organismu plní různé funkce

Zásobní polysacharidy

• Nerozpouštějí se v roztoku,jen bobtnají
• Škrob – u rostlin
• Glykogen – u živočichů

Stavební poloyscharidy

• Jsou plně nerozpustné ve vodě
• Celulosa-u rostlin v buněčné stěně,v přírodě nejrozšířenější)
• Chitin-ve spojení s proteiny je základem kutikuly hmyzu,ve spojení uhličitanem vápenatým součást schránek,krunýřů
• Mannan-v buněčné stěně kvasinek

Se speciálními funkcemi

Glykosaminoglykany

• v hlenovitých sekretech trávicí a dýchací  soustavy

Proteoglykany

• tvoří vnější povrch buněk

2. Lipidy

• hydrofobní látky (= neslučitelné s vodou)
• estery vyšších karboxylových kyselin (stearová,palmitová,olejová) a alkoholu (glycerol)
• a) nasycené – stearová,palmitová (tuhá konzistence tuků)
• b) nenasycené – olejová (oleje)

Význam:

• zdroj energie
• ochranná fce
• stavební l.
• termoregulace
• zásobní  látky

Lipidy:

• A) jednoduché (tuky,vosky)
• B) složené (fosfolipidy,glykolipidy)

A) Jednoduché lipidy

Tuky

• Důležité pro pohybující se organismus,výhodný zdroj energie
• Zásobní l.(podkožní tuk u živočichů,oleje u rostlin))

Vosky

• Regulace odpařování vody
• Ochranná fce (rostlina voskovka)
• Termoregulace(lanolin(ovčí vlna)včelí vosk)

B) Složené lipidy

Fosfolipidy

• navíc v molekule kyselina fosforečná+dusíkaté l
• jsou  důležitou součástí biomembrán

Glykolipidy

• obsahují jiný typ alkoholu (sfingosin)

• obsahují cukernou složku
• součást biomembrán
• v nervových pochvách
• v mozku

Izoprenoidní lipidy

• od lipidů se liší ,mají jednu společnou vlastnost-rozpustnost v organických rozpouštědlech

Steroidy

• Steroly-cholesterol
• Žlučové kyseliny(cholová)
• Steroidní hormony (testosteron, progesteron, estogeny)

Terpeny (=Karotenoidy) – rostlinná barviva (karoteny,xantofyly,vitamin A,kaučuk,mentol,kafr)

3. Bílkoviny = Proteiny

• makromolekulární látky
• zákl.stav. jednotka bílkovin:aminokyseliny
• spojeny peptidovou vazbou
• počet a pořadí aminokyselin v bílkovin. řetězci ovlivňuje vlastnosti bílkovin
• počet,druh pořadí jsou pro každou b. charakteristické
• pořadí aminokyselin určuje prim. strukturu bílkovin
• Aminokyseliny-COOH-karboxilová
  • NH2       -aminová
  • Obecný vzorec aminokys.    R-CH-COOH-NH2
• Podílejí se na stavbě a obnově bioplazmy
• Na obranných pochodech v organismu (imunoglobuliny)
• Specializované bílkoviny. mají schopnost na sebe vázat urč. látky a rozvádět je po těle (Hemoglobin,-kyslík,Transferin-železo)
• V těle také jako hormony –mají regulační význam(řídí růst a vývoj organismu)
• Jako biokatalyzátory-řídí průběh biochem..reakcí)
• Některé produkovány mimo buňky-součást ochranných oporných struktur-(Kolagen,Sklerotik-součást kutikuly hmyzu)

Dělení dle tvaru:

1. Globulární(do klubíčka)
2. Fibrilární(vlákno)

Dělení dle rozpustnosti:

1. Rozpustné (koloidní roztoky)
2. Nerozpustné (součást pojivových struktur)

Dělení dle stavby:

1. Jednoduché

• tvořeny jen aminokys.
• Např.:Histony (v jádře),albuminy,globuliny,protaminy

2.Složené

• aminokys.+nebílkovinná složka

Nukleoproteiny

• v jádře(např. nukleohistonový komplex-DNA+histony),v cytoplazmě

Chromoproteiny

• obsahují barevnou složku
• vážou na sebe např.kyslík,železo
• Hemoglobin,Hemokyanin,Myoglobin

Glykoproteiny

• obsahují cukernou složku
• součást membrán
• některé enzymy,hormony

Lipoproteiny

• obsahují  tukovou složku
• součást membrán
• v krvi jako plazmatické bílkoviny

4. Nukleonové kyseliny

• makromolekulární látky složené z nukleotidů:RNA a DNA
• význam – nositelé genetické informace,umožňují syntézu bílkovin
• v organismu je jich asi 1% z celkového množství organických látek
• spojeny vodíkovými můstky-vznikají mezi párovými dusíkatými bázemi

A-T

C-G

T-A

G-C

Deoxyribonukleová kyselina  DNA(DNK)-tvořena 2 vlákny(pravotočivá dvoušroubovice)

Dusíkaté báze-Adenin,thymin,cytosin,guanin.+ deoxyribóza(=cukerná složka)+H3PO4

• v jádře buněk,mitochondriích,v některých plastidech
• hlavní nositelky genetických informací
• řídí syntézu bílkovin
• důležité  při reprodukci živočišných virů

REPLIKACE  DNA

Při replikaci vznikají z 1 molekuly DNA 2 strukturně shodné molekuly dceřiné

• Dochází k rozvinutí a uvolnění jednotlivých řetězů dvoušroubovice DNA (zanikají vodíkové vazby mezi bázemi nukleotidových párů)
• Polynukleotidové řetězce slouží jako vzory(matrice),ke kterým se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy (např. k nukleotidu ,který obsahuje adenin se přiřazuje nukleotid s thyminem apod.)
• Jednotlivé nukleotidy se mezi sebou spojují vazbami a vytvoří nový polynukleotidový řetězec,jehož pořadí nukleotidů je komplementárně určeno pořadí nukleotidů v matricovém  řetězci

Z původní molekuly DNA  vznikají dvě dvouřetězcové dceřiné molekuly ve které jeden řetězec pochází z původní mateřské molekuly DNA a druhý je nově vytvořený.

Ribonukleová kyselina RNA (RNK)-jednovláknová

Adenin,cytosin,guanin,uracil+ ribóza(=cukerná složka)+H3PO4

• v jádře,v ribozomech,cytoplazmě
• důležité pro tvorbu bílkovin
• důležité pro pochody v organismu(růst,vývoj)
• důl. pro reprodukci rostlinných virů

druhy RNA:

• mRNA-informační-informace o pořadí aminokyselin
• tRNA-transferová-přenos aminokyselin
• rRNA-ribozomální-tvoří stavební složku ribozomálních podjednotek

5. Enzymy = biokatalyzátory

• látky bilkoviného charakteru
• řídí průběh všech biochemických reakcí
• zpomalují či zrychlují průběh reakce
• zajišťují průběh reakce
• usměrňují průběh biochem. reakce

Složení:

1. Bílkoviná složka = APOENZYM – zajišťuje vazbu enzymu na substrát
2. nebílkoviná složka =KOENZIM(např. vitamín,iont kovu) – odpovídá za průběh reakce

6. Vitamíny

• -nezbytné pro živočišné organismy (-nemohou si je sami vyrobit)
• -vznikají v rostlinách
• Hypovitaminóza= nedostatek vitamínů v těle(méně než optim. množství)
• Avitaminóza= úplný nedostatek vitamínu v těle
• Hypervitaminóza= nadbytek

Dělení:Rozpustné v tucích-A,D,E,K

Rozpustné ve vodě-B,C,H…

A-Retinol

• provitamín-betakaroten
• součást rhodopsinu(oční purpur)
• zajišťuje dobré vidění,ovlivňuje tvorbu epitelu,vaziva ,sliznic,působí na růst kostí,má protizánětlivé účinky)
• nedostatek: šeroslepost,rohovatění sliznic,poruchy růstu
• nadbytek – poruchy trávicí soustavy
• zdroj :ovoce,zelenina,játra,rybí tuk,mléčný tuk

D-Kalciferol

• provitamíny-ergosterol,7-dehydrocholesterol
• tvorba vitamínu D v kůži za účasti UV záření
• další zpracování v ledvinách,ukládání v játrech
• Význam: metabolismus CA a P,mineralizace kostí
• Nedostatek: u dětí – křivice=měknutí a deformace kostí, u starších odvápnění kostí osteoporóza,větší kazivost zubů
• Nadbytek: nadbytečné ukládání Ca do tkání
• zdroj: mléko,ryby,droždí,játra

E-Tokoferol

• Význam: podporuje činnost pohlavních žláz,pro správný průběh těhotenství,prevence křečových žil,prevence nádorových onemocnění,antioxidační účinky
• Nedostatek: poruchy plodnosti ,poškození jaterních buněk.,rozpad  ČK,poruchy svalového metabolismu
• Nadbytek: nevolnost,zvracení, bolesti svalů
• Zdroj: obilné klíčky,vejce,mléko,maso

K-Fylochinon 

• Význam: důležitý pro tvorbu krevní srážlivosti(podílí se na syntéze krevních srážecích faktorů
• Nedostatek: svévolné krvácení,zpomalení srážení krve- nedostatečná tvorba  protrombinu
• Nadbytek: rozpad červených krvinek, poškození  jater
• Zdroj: zelenina,tvoří ho střevní bakterie

B1-Thiamin

• Význam: metabolismus cukrů,chrání nervovou tkán a  srdce(myokard)
• Nedostatek: únava,bolest hlavy,záněty periferních nervů,otoky,svalová atrofie,selhávání srdce,při avitaminóze BERI BERI
• Zdroj: droždí,obilné klíčky,mléko

B2-Riboflavin

• Význam: důl.součást dýchacích enzymů
• Nedostatek: křeče,záněty sliznic,oční choroby(poškození sítnice a rohovky)
• Zdroj: droždí,mléko,játra,vejce

B3-Niacin (kyselina nikotinová,vit PP)

• Význam: součást koenzymů,pro metabolismus
• Nedostatek: nechutenství,deprese,záněty sliznic,průjmová onemocnění
• Zdroj: droždí,mléko,obilí,játra,zelenina,ryby,maso

B5 – kyselina pantothenová

• Význam: součást koenzymu vit A,pro metabolismus,ovlivňuje tvorbu krve
• Nedostatek: poruchy CNS,křeče svalů
• Zdroj: droždí obilí,mléko,játra

B6 – Pyridoxin

• Význam: metabolismus aminokyselin
• Nedostatek: křeče,kožní záněty,deprese,chudokrevnost
• Zdroj: obilí,mléko,droždí

B12

• Význam: důležitý pro krvetvorbu ,pro tvorbu NK,podporuje chuť k jídlu,podporuje činnost CNS
• Nedostatek: nervové poruchy,záněty sliznic,poruchy krvetvorby(anémie)
• Zdroj: játra,střevní bakterie,ledviny

M – kyselina listová, vitamin B10

• Význam: Syntéza NK,tvorba aminokyselin,tvorba protilátek v těle,podporuje růst
• Nedostatek: poruchy růstu,nervové poruchy
• Zdroj: droždí játra,obilí, zelenina

H – Biotin

• obsahují ho všechny živočišné buňky
• podporuje růst a dělení buněk
• součást enzymů
• Nedostatek: kožní záněty,deprese
• Zdroj: střevní bakterie.,mléko, maso,droždí,obilí

C – kyselina askorbová

• Význam: podporuje obranyschopnost organismu,antioxidační účinky,působí na tvorbu opěrných tkání,brání vzniku nitrosaminů(karcinogeních látek vznikajících z dusičnanů)
• Nedostatek: únava,náchylnost k nemocem,avitaminóza-krvácení z dásní,vypadávání zubů,kurděje
• Zdroj: šípek,černý bez,citrusy,papriky,zelí

Hormony

• důležité pro růst vývoj org.,rozmnožování,látková přeměna
• vznik v žlázách s vnitřní sekrecí
• vylučovány do krve,rozváděny do patřičných orgánů
• řídící úlohu mezi žlázami s vnitřní sekrecí má hypofýza(podvěsek mozkový)
• činnost  žláz s vnitřní sekrecí kontroluje nervová soustava
  • Např.: štítná žláza.,příštítná tělíska,šišinka(epifýza),brzlík(thymus),nadledvinky,slinivka břišní,pohlavní žlázy

B) Anorganické látky

Voda

• 75% v organismu
• důležité rozpouštědlo
• vhodné prostředí pro průběh chemických reakcí
• sama je významná reakční složka
• podílí se na termoregulaci(schopnost hromadit hodně energie,dle potřeby ji uvolňuje)
• zůstává kapalná v širokém rozsahu teplot
• zdroj protonů a neutronů

Soli

1. ve formě iontů-kationty Na +,K+Ca2+,Mg2+,aniony-Cl¨
2. ve formě sloučenin-součást opěrných a ochranných struktur(křemičitany,uhličitany)

• -důležité pro transportní pochody
• význam při osmotických pochodech
• reakce s některými makromolekulárními látkami-ovlivňují jejich funkci

Plyny-Co2,O2,N2

2.prvkové složení organismu

-Prvky vyskytující se  v bioplazmě´= biogenní prvky

rozdělení dle  % zastoupení:

 Makrobiogenní 0,1-50% sušiny

C,O,H,N P,S,Ca,Mg,Na,K,Cl,Fe

Mikrobiogenní 0,01-0,001% sušiny

Zn,,Mn,Cu,Mo,I,Co

Ultramikrobiogenní=Stopové prvky-méně než 0,001%sušiny

F,B,Br,Se,As,Si,Al,Li,TI,V,Ni,Au

Makrobiogenní prvky jsou základní stavební částice látek,z nichž jsou budována těla organismů.Mikrobiogenní a stopové prvky podminují funkci katalyzátorů. Pro zdravý život organismu jsou důležité všechny biogenní prvky .

SUŠINA = zbytek těla organismu po odstranění vody,obsahuje organické a anorganické  látky

POPELOVINA = zbytek těla po spálení-obsahuje jen anorganické látky