Chemické složení organismů

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