Curs saptamana 2 BiochimieCOMPOZIŢIA ELEMENTARĂ A MATERIEI VII

Din totalul elementelor chimice, au fost identificate în celule cca. 60 de elemente. S-a demonstrat că numai 20 sunt esenţiale pt. viaţă. Ele se pot împărţi, după abundenţa lor în celulă, în 3 categorii:1. elementele majore -formează 2-60 % din totalul compoziţiei celulei; sunt: O, C, H, N.2. elemente puţin abundente - 0,02 - 0,1 % din totalul compoziţiei celulei; sunt: P (fosfor), S, CI, Na, K, Ca, Mg.3. oligoelemente - sub 0,02 % din totalul compoziţiei celulei şi au rol catalitic, adică influenţează activitatea enzimelor;

Studiul oligoelementelor e de actualitate pt. că absenţa lor în unele zonegeografice (din apă şi sol) determină îmbolnăviri la plante, animale, om. Pe de altă parte, ele pot sta la baza producerii unor boli cu răspândire în masă, ele fiind factorii favorizanţi.

Trebuie subliniată prezenţa centrală a C în materia vie;* cu excepţia apei, toate moleculele din celulă au la bază un schelet de C, de care se leagă alţi atomi;* o proprietate importantă a C e de a se lega cu alţi atomi de C, formând lanţuri lungi sau variate cicluri;* tetravalenţa C permite formarea unor structuri tridimensionale;* atomii de C pot forma legături duble sau triple, acest fapt având consecinţe asupra reactivităţii moleculelor respective;

Substanţele chimice din celulă - substanţe anorganice - apa, sărurile minerale;- substanţe organice - glucide, lipide, proteine, acizi nucleici;- toate fiinţele vii sunt alcătuite din acelaşi tip de substanţe chimice; majoritatea organismelor vii le conţin în proporţii similare.

Substanţele anorganice

APA = componentă esenţială, e mediul de dispersie al materiei vii, adică mediul în care se desfăşoară toate fenomenele fizico-chimice specifice vieţii;- celulele conţin 60-95 % apă, cantitatea variind cu activitatea şi vârsta celulei;- celulele tinere şi metabolic active au procentul de apă mai mare (99 % din totalul moleculei celulei);- H2O din organism are două surse :

1

- apa exogenă (ingerată);- apa endogenă (rezultă din reacţiile metabolice ale organismului);

SĂRURILE MINERALE-apar sub forma unor ioni liberi dizolvaţi în diferitele compartimente celulare sau sub forma unor combinaţii cu substanţe organice (ca proteinele);- principalii ioni din organism sunt:Na+, K+, Ca2+, Mg2+ (cationi); PO3, SO3, CI, NO3 (anioni);- ionii sunt importanţi pt. menţinerea presiunii osmotice şi a echilibrului acido-bazic influenţând acţiunea enzimelor şi a numeroaselor procese celulare, ca : excitabilitatea, permeabilitatea, vâscozitatea citoplasmei, diviziunea celulară;- concentraţiile ionilor sunt menţinute în limite restrînse în celula, în lichidul interstiţial şi în sânge

Substanţele organice

GLUCIDELE- dintre monozaharide, glucoza e folosită drept combustibil pentru obţinerea energiei ;- pentozele (riboza şi dezoxiriboza) intra în structura acizilor nucleici ;- există câteva particularităţi ale moleculelor de glucoza ce fac avantajoasă utilizarea ei ca substanţă cheie în metabolismul celulei: conţine în legaturile sale chimice o cantitate substanţiala de energie şi e uşor susceptibila degradării pe cale oxidativă pentru eliberarea de energie;- glucoza nu se depozitează în celule ca atare, ci sub forma de polizaharide, acestea sunt: glicogen pentru celula animală, amidon pentru celula vegetală ;- mucopolizaharidele = polizaharide în care unităţile monomere sunt formate din derivaţi aminaţi ai polizaharidelor ( glucozamină şi galactozamină ) din acid glicuronic;- mucopolizaharidele pot fi legate de proteină sub forma unor compuşi macromoleculari, aceştia fiind componente importante ale structurii celulare intrând în alcătuirea substanţei fundamentale a ţesutului conjunctiv ;

LIPIDELE- au 3 roluri : 1) sursă energetică de primă valoare, fiind considerate combustibilul celulei cu valoarea energetică cea mai ridicată ;2) rol plastic , intrând în alcătuirea tuturor membranelor celulare,

2

3) rol reglator, ca vitamine , hormoni steroizi sau prostaglandină

PROTEINELE- apar în celule într-o varietate foarte mare atât ca nr. cât şi ca specii chimice;- rol crucial în organism, fiind reglatorii tuturor activităţilir celulare; şi sunt: - enzime (catalizatorii reacţiilor chimice din sistemele biologice);-implicate în transport şi depozitare (transport prin membrane biologice, a oxigenului de către Hb, depozitarea Fe);-în mobilitate (actina.miozina.microtubulii);-în protecţia imună (anticorpii);-în generarea şi transmiterea influxului nervos;-în controlul creşterii şi diviziunii celulare; = macromolecule formate din policondensarea AA uniţi prin legături peptidice;- au structură spaţială tridimensională esenţială pt. activitatea lor biologică, structură determinată de secvenţa AA în lanţul polipeptidic;- există 20 AA în proteine, foarte diferiţi;- posibilităţile de combinare a celor 20 AA în diferite secvenţe sunt imense, ceea ce explică varitatea proteinelor din diferitele celule, precum şi rolurile lor diferite;- pot îndeplini funcţii variate datorită specificităţii lor, adică a capacităţii de a distinge dintre diferitele tipuri de molecule cu care vin în contact pe cele cu care se pot recombina sau asocia specific (ex.:enzimele cu substratul, transportorii cu substanţele transportate, antigenii cu anticorpii).

ACIZI NUCLEICI= macromolecule formate din policondensarea nucleotidelor (formate din o bază purimică sau pirimidinică, o pentoză (ce e riboza în cazul ARN -ului şi dezoxiriboza în cazul ADN -ului) şi o moleculă de acid fosforic);= macromolecule cu dimensiunile cele mai mari cunoscute;- au roluri esenţiale de stocare şi transmitere a informaţiilor genetice utilizate pt. biosinteza tuturor proteinelor celulare;

3