Budowa związków organicznych występujących w organizmie

Składniki organiczne

• Organizm składa się z około 20 pierwiastków chemicznych.
• Kluczowe pierwiastki: węgiel (C), wodór (H), tlen (O).
• Podstawa dla budowy związków organicznych: aminokwasy, peptydy, białka, cukry, kwasy tłuszczowe, kwasy nukleinowe.

Aminokwasy

• Cząsteczki budujące peptydy i białka.
• Budowa: atom węgla (C), atom wodoru (H), łańcuch boczny (R), dwie grupy funkcyjne: aminowa (-NH2) i karboksylowa (-COOH).
• Aminokwasy różnią się łańcuchami bocznymi, które mogą mieć charakter alifatyczny (łańcuchowy) lub pierścieniowy.
• Większość aminokwasów jest optycznie czynna, występują jako izomery L (lewoskrętne) lub D (prawoskrętne).
• W organizmach występuje 20 różnych aminokwasów białkowych, które są lewoskrętne.
• Endogenne aminokwasy są produkowane przez organizm, egzogenne muszą być dostarczane z pożywieniem.

Peptydy

• Aminokwasy łączą się przez wiązanie peptydowe, tworząc dipeptydy, tripeptydy, itd.
• Łańcuchy peptydowe ponad 100 aminokwasów to już białka.
• Skład aminokwasowy przedstawia się za pomocą trójliterowych lub jednoliterowych symboli.

Białka

• Długie łańcuchy polipeptydowe o masie od ok. 10 tys. daltonów.
• Białka proste: zbudowane wyłącznie z aminokwasów.
• Białka złożone: mogą zawierać dodatkowe ugrupowania (np. cukry, tłuszcze).
• Cztery poziomy struktury białek:
  1. Pierwszorzędowa: liniowe ułożenie aminokwasów.
  2. Drugorzędowa: w wyniku fałdowania łańcucha (alfa-helisa, beta-harmonijka).
  3. Trzeciorzędowa: zwiniecie struktur drugorzędowych w bryły.
  4. Czwartorzędowa: zbudowana z wielu łańcuchów polipeptydowych.

Lipidy

• Związki hydrofobowe, rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. benzen).
• Podział:
  • Lipidy proste: estry kwasów tłuszczowych i alkoholi.
  • Lipidy złożone: zawierają inne związki chemiczne, np. fosfolipidy, glikolipidy.
  • Lipidy o innej budowie: np. steroidy.

Węglowodany

• Zbudowane z atomów węgla, tlenu i wodoru.
• Funkcje strukturalne i metaboliczne.
• Podział:
  • Cukry proste (monosacharydy): nie ulegają hydrolizie na prostsze cząsteczki.
  • Cukry złożone (disacharydy, oligosacharydy, polisacharydy): powstają z monosacharydów.

Kwasy nukleinowe

• Podstawowa jednostka: nukleotydy (reszta fosforanowa + nukleozyd).
• DNA i RNA różnią się cukrem: deoksyryboza (DNA), ryboza (RNA).
• Zasady azotowe: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C), tymina (tylko w DNA), uracyl (tylko w RNA).
• Komplementarność zasad: C z G, A z T (DNA) lub U (RNA).
• Struktura: DNA dwuniciowe, RNA jednoniciowe.

Słownik pojęć

• Chiralność: właściwość obiektu, który nie pokrywa się ze swoim odbiciem w zwierciadle.
• Grupa karbonylowa: ugrupowanie atomów, element ketonów i innych grup funkcyjnych.
• Mostki siarczkowe: wiązania między atomami siarki dwóch reszt cysteinowych.
• Oddziaływania hydrofobowe: międzycząsteczkowe oddziaływania w środowisku wodnym.
• Oddziaływania van der Waalsa: międzycząsteczkowe oddziaływania wynikające z dwubiegunowej budowy cząsteczek.
• Surfaktant: czynnik powierzchniowy, zmniejszający napięcie w pęcherzykach płucnych.
• Tautomeria: zjawisko równowagi chemicznej między różnymi izomerami strukturalnymi.
• Wiązanie glikozydowe: kowalencyjne wiązanie między grupami cukrów.
• Wiązanie jonowe: wiązanie między jonami o różnoimiennych ładunkach.
• Wiązanie peptydowe: wiązanie amidowe między aminokwasami w peptydach i białkach.
• Wiązanie wodorowe: wiązanie między atomem wodoru a innym atomem np. tlenu.