Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-18

2. března 2007 v 9:13 |  Maturitní otázky z chemie
18. HETEROCYKLICKÉ SLOUČENINY A JEJICH DERIVÁTY
- základní látky, jejich vzorce, vlastnosti, názvy
- deriváty - alkaloidy, přírodní barviva, nukleové kyseliny

Heterocyklické sloučeniny

Ø ve svých cyklech obsahují jeden nebo více heteroatomů - atom jakéhokoli jiného prvku než uhlíku, který je alespoň dvojvazný, aby byl schopen zapojení do cyklu
Ø nejběžnější heterocykly obsahují atomy kyslíku, dusíku a síry, řada z nich má aromatický charakter
Ø jsou to v podstatě deriváty uhlovodíků, pyrrol a pyridin jsou aminy, furan je ether a thioefen thioether
Ø nesubstituované heterocyklické sloučeniny nemají velký praktický význam, výjimkou je ethylenoxid (g) užívaný při výrobě detergentů a pyridin (l), významné rozpouštědlo při organických syntézách
Ø mnohem důležitější jsou jejich deriváty - patří mezi ně mnohé přírodní látky, např. alkaloidy, sacharidy, nukleotidy, barviva a některé vitamíny

Alkaloidy

Ø jsou to vesměs jedovaté sloučeniny obsažené v některých druzích rostlin, mnohé z nich mají farmakologické účinky
Ø jsou to heterocyklické sloučeniny mono- či vícecyklické, vždy obsahující ve svých molekulách nejméně jeden dusíkový atom - dusíkaté heterocykly
Ø většina má v důsledku toho bazický charakter a vytváří s kyselinami soli, obvykle se vyskytují ve směsích
Ø v jedné části rostlin (v kořenech) jsou jiné alkaloidy než v jiné části (v listech)
Tropinové alkaloidy - obsahují sedmičlenný kruh, atropin (obsažen v rulíku zlomocném) se užívá v očním a vnitřním lékařství, jemu je strukturně blízký kokain
Námelové alkaloidy - odvozují se od kyseliny lysergové a nacházejí se v námelu - produktu houby paličkovice nachové, která cizopasí na žitě, používají se v lékařství, synteticky připravený diethylamid kyseliny lysergové (LSD) má silné halucinogenní účinky
Opiové alkaloidy - získávají se ze šťávy nedozrálých makovic, obsahují zejména morfin, užívaný proti bolestem, a papaverin, který v kombinaci s atropinem slouží jako lék proti křečím, dalšími alkaloidy jsou např. nikotin v tabáku a kofein, obsažený v kávě a čaji

Nukleové kyseliny

Biochemická podstata genu

Ø roku 1944 bylo dokázáno, že nositelem genetické informace jsou nukleové kyseliny
Ø gen - úsek molekuly DNA (u virů též RNA), který řídí syntézu jednoho druhu bílkovinných molekul
Ø 1 molekula DNA lidské buňky obsahuje asi 5 . 109 párů nukleotidů, což odpovídá asi 1 miliónu genů
Ø nukleové kyseliny kódují 20 aminokyseliny v bílkovinách, dostatečný počet variací poskytují třípísmenová slova - triplety bází, třípísmenové variace ze čtyř bází umožňují vytvořit celkem 64 kódů

Struktura nukleových kyselin

Ø nukleové kyseliny se vyskytují ve všech organismech - deoxyribonukleová (DNA) a ribonukleová (RNA)
Ø DNA je lokalizována především v jádrech buněk, RNA hlavně v jejich cytoplazmě
Ø jsou to dlouhé vláknité molekuly, mnohem delší než proteiny
Ø stavební složkou jsou nukleotidy, složené z dusíkaté báze, cukru a kyseliny fosforečné
Ø v nukleových kyselinách se vyskytuje pět základních dusíkatých bází: adenin (A), guanin (G) - deriváty purinu, thymin (T), cytosin (C) a uracil (U) - deriváty pyrimidinu
Ø nukleotidy se vzájemně spojují - vzniká polynukleotidový řetězec nukleové kys.
Ø spojení nastává mezi cukernou složkou prvního nukleotidu a fosfátovým zbytkem následujícího nukleotidu, základní páteř NK je tedy tvořena střídajícími se cukernými a fosfátovými skupinami, navázané báze z řetězce vyčnívají
Ø v RNA je cukernou složkou ribosa, v DNA 2-deoxyribosa, DNA obsahuje A, G, C, T v RNA je T nahrazen U, obsahuje tedy A, G, C a U
Ø pořadí neboli sekvence bází v řetězci NK se mění v každém organismu
Ø molekula DNA tvoří dva polynukleotidové řetězce stočené do dvojité šroubovice(helix)
Ø oba řetězce jsou pospojovány v pravidelných intervalech odpovídajících jednotlivým nukleotidům (na jednu otočku šroubovice připadá 10 nukleotidů)
Ø ze strukturních důvodů může vzniknout vazba vždy mezi jednou purinovou a jednou pyrimidinovou bází, v molekule DNA se tudíž tvoří páry bází A - T a G - C, při transkripci se páruje A s U, interakce mezi bázemi má charakter vodíkových můstků
Ø molekuly RNA jsou obvykle jednovláknové, buňka obsahuje tři typy RNA: ribozomální RNA (rRNA, je součástí ribozómů), informační (messenger) RNA (mRNA, nese informaci pro syntézu bílkovin), přenosová RNA (tRNA, přenáší aminokyseliny do ribozómů, kde jsou sestavovány do polypeptidových řetězců)
Ø pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna tRNA, molekuly tRNA jsou relativně malé, obsahují přibližně 100 nukleotidů, tRNA s navázanou aminokyselinou se nazývá aktivovaná tRNA
Ø v jedné ze smyček je antikodon - trojice bází, která je komplementární k trojici bází v mRNA, ke kodonu

Molekulární základ dědičnosti

Ø základem ukládání a přenosu genetické informace jsou tři procesy:
a) replikace - kopírování molekul DNA pro nově vznikající buňky za reprodukčního cyklu
b) transkripce - přepis informace uložené v DNA na mRNA
c) translace - překlad z "řeči bází" do "řeči aminokyselin", je to proces syntézy bílkovin řízený mRNA
Ø přenos genetické informace od DNA v jádře buňky až k bílkovinám lze zjednodušeně vyjádřit schématem: DNA replikace DNA transkripce mRNA translace bílkovina

Replikace

Ø replikace je děj, při kterém vznikají z jedné molekuly DNA dvě identické mol. DNA
Ø dvoušroubovice původní DNA se nejprve rozplete a každý z řetězců slouží jako vzor pro syntézu doplňkového neboli komplementárního řetězce, základem je pravidlo o párování bází
Ø sekvence bází v obou řetězcích je totožná, obsah informací je stejný
Ø syntéza DNA vyžaduje jako výchozí stavební materiál nukleosidtrifosfáty a je tedy energeticky velmi náročná, děj je katalyzován DNA-polymerasou

Transkripce

Ø transkripce je děj, kterým se přenáší informace z jádra buňky (z DNA), kde je uložena, do cytoplazmy
Ø informace se přepisuje do mRNA, mechanismus transkripce je velmi podobný replikaci, je katalyzován RNA-polymerasou, cukerná složka nukleosidtrifosfátů potřebných k syntéze je tentokrát ribosa, místo thyminu se do mRNA zabudovává U

Translace

Ø translace je děj, při kterém se informace obsažená v molekule mRNA "překládá" do molekuly bílkoviny
Ø děj probíhá v cytoplazmě a účastní se ho kromě mRNA ještě ribozómy, aktivované tRNA a řada enzymů
Ø nejprve se mRNA váže na ribozóm, pak se připojí první dvě aktivované tRNA nesoucí první dvě aminokyseliny budoucí bílkoviny, jejich správné řazení a spojení peptidovou vazbou obstarává interakce kodonu (mRNA) s antikodonem (tRNA)
Ø vzniklý dipeptid je vázán na druhé tRNA, první tRNA se uvolní
Ø analogicky se může vázat třetí a další aminokyselina, dokud není utvořena celá molekula bílkoviny

 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama