Κεφάλαιο 2. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc Utopia Publishing, All rights reserved

Transcript

1 Κεφάλαιο 2 1 Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc Utopia Publishing, All rights reserved

2 ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΖΩΝΤΑΝΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ «Οργανική» ένωση αναφέρεται σε ενώσεις του C Συμμετέχουν και άλλα στοιχεία 2

3

4 ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΛΙΠΙΔΙΑ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ 4

5 ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ Ενώσεις C, Ο 2, Η 2 Δομικά υλικά και πηγή ενέργειας Γλυκόζη πιο κοινή πηγή ενέργειας ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ Πολυσακχαρίτες Άμυλο, κυτταρίνη 5

6 ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ Χωρίζονται σε: Μονοσακχαρίτες Δισακχαρίτες Πολυσακχαρίτες 6

7 ΜΟΝΟΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ

8 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

9 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 ΔΙΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Μαλτόζη Γλυκόζη + γλυκόζη Σακχαρόζη ή σουκρόζη Λακτόζη Γλυκόζη + φρουκτόζη Γλυκόζη + γαλακτόζη

10 Πολυσακχαρίτες Αποθηκευτικοί Άμυλο Αμυλοπηκτίνη Γλυκογόνο Δομικοί Κυτταρίνη Χιτίνη 10

11

12

13 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

14

15 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

16 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Αρθρόποδα: έντομα, αράχνες, καρκινοειδή

17 ΛΙΠΙΔΙΑ Υδρόφοβα μόρια Αποθήκη καυσίμων Δομικά συστατικά Βασικές Ομάδες Ουδέτερα λίπη (καύσιμα) Φωσφολιπίδια (δομικά) Στεροειδή (χοληστερίνη, ορμόνες) 17

18 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Ουδέτερα λίπη Δομή Λειτουργία

19 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

20 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Φωσφολιπίδια

21 Φωσφολιπίδια Συντακτικός τύπος της λεκιθίνης (φωσφοτιδυλοχολίνη) Utopia Publishing, All rights reserved

22

23 Στεροειδή Σύνθετες αλκοόλες

24 ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Πολυμερή αμινοξέων 20 διαφορετικά αμινοξέα Αυστηρή οργάνωση και δομή 24

25 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Αμινοξέα

26 Αμινοξέα 26

27 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Πεπτιδικός δεσμός Οργάνωση και Δομή των πρωτεϊνών

28 Οργάνωση και Δομή των πρωτεϊνών Utopia Publishing, All rights reserved

29

30 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

31

32

33

34 Μια από τις βασικότερες λειτουργίες: Ενζυμική δράση

35 ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ Πολυμερή νουκλεοτιδίων 4 διαφορετικά αμινοξέα Αποθηκεύουν την πληροφορία για τη σύνθεση των πρωτεϊνών Μεταφορείς χημικής ενέργειας (ΑΤΡ) 35

36 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010 Μεταφορά πληροφορίας από τα νουκλεϊκά οξέα για τη σύνθεση των πρωτεϊνών

37 CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

38

39 ΧΗΜΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΒΗΜΑ 1 Πρωτόγονη ατμόσφαιρα Αναγωγική (κυρίως Η 2 και λίγο Ο 2 ) και μεθάνιο (CH 3 ) και αμμωνία (ΝH 3 ) + Πηγή ενέργειας (UV ή ηλεκτρικές εκκενώσεις) Υπόθεση Oparin και Haldane Οργανικά μόρια (αμινοξέα, αζωτούχες βάσεις, σάκχαρα) 39

40 Πειραματική συσκευή παραγωγής οργανικών μορίων κάτω από έντονα αναγωγικές συνθήκες Miller και Urey, 1953 UV Utopia Publishing, All rights reserved

41 ΧΗΜΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΒΗΜΑ 2 Σχηματισμός Πολυμερών Σε περιοχές με μεγάλη συγκέντρωση οργανικών μορίων Υψηλές θερμοκρασίες Οργανικά μακρομόρια και δομές 41

42 Πρωτεϊνοειδή σφαιρίδια Παρασκευασμένα από πολυαμινοξέα με σαφή μικροσκοπική δομή Utopia Publishing, All rights reserved

43 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Παράχθηκαν ορισμένα μοριακά συστατικά των ζωντανών μορφών 4 δισ. έτη Οργάνωση της ύλης (πρώτα μόρια) Νουκλεϊκά Οξέα Κόσμος του RNA (το RNA ως Απλά γενετικά συστήματα καταλύτης) Παραγωγή πρωτεϊνών Τα πρώτα πρωτοκύτταρα ως Αυτοδιπλασιαζόμενα συστήματα Φυσική επιλογή 43

44 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Διάκριση οργανισμών Αυτότροφοι Ετερότροφοι Πρώτοι οργανισμοί Πρωτογενείς ετερότροφοι (από απλά θρεπτικά συστατικά) Πιθανώς αναερόβιοι Αυτότροφοι Απαιτεί ενζυμικές δραστηριότητες για μετατροπή ουσιών ΑΡΑ απαιτείται η εμφάνιση των ενζύμων 44

45 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Αυτότροφοι = Φωτοσύνθεση 6CO 2 + 6H 2 O φως C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Εμφάνιση της φωτοσύνθεσης και του Οξειδωτικού μεταβολισμού Αύξηση οξυγόνου (στο 1%) Ο 3 προστασία από UV Αύξηση αυτότροφων οργανισμών στην ξηρά Αύξηση οξυγόνου Παρεμπόδιση αναερόβιου μεταβολισμού Εμφάνιση του Οξειδωτικού μεταβολισμού 45

46 1.5 δισ 2.5 δισ Ο δισ 4.5 δισ ΠΡΟΚΑΜΒΡΙΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΧΡΟΝΟΥ 46

47 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Εμφάνιση κυανοβακτηρίων και άλλων βακτηρίων Προκαρυωτικοί οργανισμοί (3 έως 1 δισ. έτη) Έλλειψη πυρήνα (πυρηνοειδές) Απουσία ιστονών Απουσία οργανιδίων με μεμβράνη Απουσία μίτωσης Βασίλειο των Μονήρων Ευβακτήρια (πραγματικά βακτήρια) Αρχαιοβακτήρια ή Αρχαία 47

48 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Εμφάνιση Ευκαρυωτικών οργανισμών (1,5 δισ. έτη) Παρουσία πυρήνα Παρουσία χρωματίνης (ιστόνες και RNA) Διαίρεση με μίτωση Παρουσία οργανιδίων με μεμβράνη Θεωρία της Ενδοσυμβίωσης Μονοκύτταρα αναερόβια πυρήνα & εσωτ. μεμβ. Ενσωμάτωση ή παρασιτισμός από αερόβια βακτ. DNA πλαστιδίων DNA κυανοβακτηρίων DNA μιτοχονδρίων DNA ιωδών βακτηρίων 48

49 Utopia Publishing, All rights reserved

50 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΕΜΒΙΩΝ ΟΝΤΩΝ Θεωρία της Ενδοσυμβίωσης 50

51 1.5 δισ 2.5 δισ Ο δισ 4.5 δισ ΠΡΟΚΑΜΒΡΙΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΧΡΟΝΟΥ 51

52 Το Ρολόι του Βιολογικού Χρόνου Utopia Publishing, All rights reserved

53 Επόμενο Το Κύτταρο 53