Biochemia - ściąga 2

Replikacja –ciągła synteza
Nić wiodąca     →
                               Nić mateczna
Nić opóźniona ←
Fragmenty okazaki →kierunek replikacji
Synteza fragmentami
Polimeraza DNA III
- katalizuje krok po kroku przyłączenie deoksyrybonukleotydów do nowego łańcucha DNA
- katalizuje wytwarzanie wiązania fosfodiestrowegomiędzy grupą –OH na końcu 3’, a fragmentami na końcu 5’ deoksyrybonukleotydu
Składniki niezbędne do syntezy DNA
- matryca Dna
- 5’ – trifosforanydeoksyrybonukleotydów (dATP, dGTP, dTTP, dCTP)
- odcinek starterowy – jego syntezę katalizuje enzym PRUMAZA
- jony Mg
Enzymy i białka uczestniczące w replikacji DNA:
- Helikaza uczestniczy w rozpleceniu nici DNA
- wiązanie białek stabilizujących rozwinięcie nici
- prymaza – syntezuje krótki starterowy odcinek RNA
- polimeraza DNA III syntezuje łańcuch DNA
- polimeraza DNA I – usuwa starter
- ligaza – łączy odcinki DNA (tzw. Fragmenty okazaki)
Transkrypcja – przepisywanie informacji z DNA na mRNA
Nowy RNA jest syntetyzowany zgodnie z regułą komplementarności w stosunku do nici stanowiącej szablon
Transkrypcja
- katalizowana przez enzym polimeraza zgodnie z matrycą DNA
- substancjami są trifosforanyrybonukleozydów
- synteza mRNA odbywa się w kierunku 5’→3’
- obejmuje trzy etapy:
1. inicjację
2. elongację
3. terminację
-transkrypcja rozpoczyna się od końca 5’ a jej początek ma miejsce w rejonie zwanym promotorem
- są to rejony w matrycy DNA, które wiążą polimerazę RNA i determinują miejsce startu transkrypcji
- eukariota : w rejonie -25-kasetaTATA, w rejonie  -75- kaseta CAAT
Inicjacja transkrypcji – TATA wiąże białko Polimeraza RNA
- proces transkrypcji inicjuje połączenie polimerazy RNA z promotorem
Mechanizm elongacji łańcucha RNA polimeraza RNA – wytwarza wiązanie fosfodiestrowe
Terminacja – nowo syntetyzowany RNA
Regulacja aktywności genów na etapie transkrypcji – na przykładzie operonu laktozowego
Operon – jednostka mechanizmu regulacji aktywności genów
Geny struktury – w nich jest zakodowana informacja o syntezie enzymów
Promotgor -  miejsce przyłączenia polimerazy RNA
Operator – aktywator genów struktury
Operator laktozowy  - odpowiedzialny za syntezę enzymów :
- β – galaktozydaza – podstawowy enzym uczestniczący w rozkładzie laktozy
- permeaza- uczestniczy w regulacji transportu przez błony
- acetylotransferaza – uczestniczy w przeniesieniu grupy acetylowej w metabolizmie laktozy
Negatywna regulacja transkrypcji : negatywny regulator (represor) blokuje przyłączenie polimerazy RNA do miejsc promotorowych i uniemożliwia transkrypcję
Pozytywna regulacja transkrypcji : pozytywny regulator (aktywator) usprawnia wiązanie polimerazy RNA (RNAP) w miejscach promotorowych – w efekcie umożliwia transkrypcję
Translacja – proces syntezy białka na rybosomach, przekazywanie informacji genetycznej tzn proces syntezy białka o kolejności aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym wg sekwencji kodonów w mRNA
Translacja składa się z 3 etapów
- inicjacja – rozpoczyna się od połączenia małej jednostki rybosomu z mRNA oraz przyłączenia t-RNA do kodonu startowego (AUG)
- elongacja – przyłączenie kolejnego aminokwasu z wytworzeniem wiązania peptydowego, kolejne przyłączenie aminokwasów
- terminacja- zakończenie syntezy białka w chwili pojawienia się kodonów stop na matrycy mRNA – UAA, UAG, UGA

WĘGLOWODANY – związki organiczne wielowodorowe z grupą aldehydową bądź ketonową, zawierające, co najmniej jeden asymetryczny atom C.
Znaczenie fizjologiczne
- podstawowa grupa związków organicznych (stanowią 80% s.m. roślin)
- główne źródło energii niezbędnej do przebiegu procesów życiowych
- substancje zapasowe (skrobia, sacharoza)
- substancje o charakterze budulcowy ( celuloza i pektyny – głównie składniki ściany komórkowej)
PODZIAŁ :
Cukry proste
- podział ze wzgl. na ilość atomów C
- ze względu na rodzaj grupy funkcyjnej
- ze wzgl. na izomery optyczne
- na formy anomeryczne
2.   Cukry złożone
               - Oligosacharady
    - Polisacharydy : Pentozany (arbany, ksylany), Heksozany (skrobia, celuloza), Kwaśne (hemiceluloza, pektyny, śluzy)
Ze względu na występowanie grupy funkcyjnej mamy:
Aldozy (glukaza)z grupą aldehydową przy C1
Ketozy (fruktoza) z grupą ketonową przy C2.
Ze względu na izomery optyczne mamy: D i L – izomery optyczne o charakterze odbicia lustrzanego (z uwagi na występowanie asymetrycznego atomu C), o różnej skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego
Pentozy i heksozy mogą ulegać cyklizacji (w wyniku reakcji pomiędzy grupą aldehydową bądź ketonową z grupą OH).
Glukoza tworzy hemiacetal pomiędzy grupą aldehydową przy C1 i grupą OH przy C5 tworząc pierścień piranozowy.
Mutacje przemieszczenie grupy fosforanowej w obrębie cząsteczki cukru
Epimeryzacjeprzeniesienie –H i –OH przy jednym z asymetrycznych atomów węgla
Izomeryzacje





OLIGOSACHARYDY

Disacharydy

Cukier Skład Właściwości Enzymy Występowanie
Maltoza α-D-glukoza(1→4)
α-D-glukoza redukcja maltaza skrobia, glikogen
Celobioza β-D-glukoza(1→4)
β-D-glukoza redukcja celulaza rośliny (celuloza)
Laktoza β-D-galaktoza(1→4)
α-D-glukoza redukcja laktaza mleko
Sacharoza α-D-glukoza(1→2)
β-D-fruktoza nieredukujący inwertaza owoce, nasiona, korzenie

Sacharoza – wiązanie glikozydowe (1→2) powstałe przy anomerycznych atomach węgla decyduje o braku właściwości redukujących
Włąściwośći - zastosowanie
- popularny cukier spożywczy otrzymywany z trzciny cukrowej i buraków cukrowych
- łatwo rozpuszczalny w wodzie
- jest powszechnie wykorzystywana w roślinach jakos cukier transportowy
- synteza w cytozolu:
*syntetyzowana z fosfotrioz transportowych z chloroplastów przy udziale przenośnika fosforanowego
* z glukozy powstałej w procesie glukoneogenezy (wytwarzania glukozy z organicznych substratów niecukrowych)
Synteza sacharozy
- wytwarzanie ufosforylowanych form glukozy i fruktozy
- aktywacja 1 – fosfoglukozy przez UTP → UDPG
- przeniesienie glukozy z UDPG na fosforan fruktozy → fosforan sacharozy
- przekształcenie fosforanu sacharozy w sacharozę
Fruktoza-6-P +UDP-glukoza→fosforansacharozy→sacharaza
POLISACHARYDY
Skrobia
- podstawowy wielocukier występujący w roślinach
- zbudowana z dwóch podjednostek:
*¼ Amyloza – łańcuch prosty cz. glukozy połączonych wiązaniem α-1→4 kilkaset do kilka tys. cz. glukozy
* ¾ Amylopektyna – łańcuch rozgałęziony cz. glukozy połączonych wiązaniami α-1→4 i α-1→6 (rozgałęzienia – średnio co 12 reszt glukozowych)- kilka do kilkunastu tys. cz. glukozy
Biosynteza skrobi
Skrobia asymilacyjna  w chloroplastach i Skrobia zapasowa w lekoplastach
- substraty wyjściowe – aldehyd 3-fosfoglicerynowy lub fruktozo-6-fosforan
- bezpośredni substrat – ADP- glukoza
- enzym – synteza skrobiowa
Rozkład skrobi
Hydroliza
- α-amylaza (działa w dowolnych miejscach wewnątrz cząsteczki – katalizuje rozkład wiązań α-1→4)
- β-amylaza (atakuje wiązania zewnętrzne i odcina dwucukier malotozę – katalizuje rozkład wiązańα-1→4)
- oligo-1,6-glukozydaza (hydrolizuje wiązaniaα-1→6 – w dekstrynach końcowych)
Fosforoliza
- fsforylaza skrobiowa (w obecności fosforanu odrywa się cz. glukozy →glukozo-1-fosforan)
Celuloza
- podstawowy wielocukier strukturalny roślin
- łańcuch nierozgałęziony zbudowany z cz. β-D-glukozy połączonych wiązaniem β-1→4 glikozydowym
- zawiera od 1 tys. Do 25 tys. cz. glukozy
- konfiguracja β zapewnia tworzenie długich prostych łańcuchów
- każda cz. glukozy jest odwrócona w stosunku do sąsiedniej o 180º
- łańcuch prosty zapewniają wiązania wodorowe
Synteza celulozy
- substrat wyjściowy – sacharoza
- bezpośredni substrat – UDP-glukoza
- enzym – syntaza celulozy (tj. białko integralne – kompleks enzymatyczny uformowany w postaci rozety)