ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ

ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Oι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από ένα ή περισσότερα κύτταρα. Χαρακτηρίζονται αντίστοιχα, μονοκύτταροι (μονοκυτταρικοί) και πολυκύτταροι (πολυκυτταρικοί) οργανισμοί. Οι μονοκυτταρικοί οργανισμοί διακρίνονται, σε προκαρυωτικούς ( δεν έχουν σχηματισμένο πυρήνα ) όπως είναι τα βακτήρια και σε ευκαρυωτικούς (που έχουν σχηματισμένο πυρήνα) όπως είναι η αμοιβάδα και οι μύκητες. Στα κύτταρα των πολυκυτταρικών οργανισμών υπάρχει πάντοτε πυρήνας. Οι ιοί αποτελούν μια εντελώς ξεχωριστή περίπτωση. Πρόκειται για μη αυτοτελείς ακυτταρικές μορφές ζωής. Είναι υποχρεωτικά ενδοκυτταρικά παράσιτα. ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Τα στοιχεία που κυριαρχούν στους ζωντανούς οργανισμούς είναι : C, H, O, N. Μερικά άλλα στοιχεία υπάρχουν σε μικρές ποσότητες, όπως ο P που είναι συστατικό των νουκλεϊκών οξέων, το S που είναι συστατικό ορισμένων πρωτεϊνών, το Ca κ.τ.λ. Τέλος κάποια στοιχεία, όπως Fe και Ι, τα συναντάμε σε ελάχιστες ποσότητες στους ζωντανούς οργανισμούς και τα ονομάζουμε ιχνοστοιχεία. Ο ρόλος του νερού στο κύτταρο Το βασικό συστατικό του κυττάρου είναι το νερό, το οποίο φθάνει από 80 % μέχρι και 90 % της σύστασης του κυττάρου. Ανάμεσα στα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού, υπάρχει υδατικό διάλυμα που ονομάζεται μεσοκυττάριο υγρό. Και οι μονοκύτταροι οργανισμοί ζουν σε υδατικό περιβάλλον. Το νερό είναι μια ένωση που εμφανίζει δεσμούς υδρογόνου, με αποτέλεσμα να εμφανίζει αυξημένη διαλυτική ικανότητα. Οι περισσότερες από τις χημικές ουσίες που βρίσκονται στο εσωτερικό του κυττάρου είναι διαλυτές στο νερό. Μέσα στο νερό είναι διαλυμένοι σε μικρές συγκεντρώσεις, ηλεκτρολύτες ( οξέα, βάσεις, άλατα ) όπως για παράδειγμα NaHCO 3, NaCl, KCl και πλήθος άλλων που ρυθμίζουν το PH και συμβάλλουν στις κυτταρικές λειτουργίες. Τα βιολογικά πολυμερή Βιολογικά πολυμερή είναι οργανικά μακρομόρια που αποτελούν συστατικά των ζωντανών οργανισμών και έχουν μεγάλο Mr. Τα πολυμερή προέρχονται από τη συνένωση απλούστερων μορίων, των μονομερών. 1

Τα βιολογικά πολυμερή είναι : α. οι πρωτεΐνες β. τα νουκλεϊκά οξέα ( DNA, RNA ) γ. οι υδατάνθρακες ( σάκχαρα) δ. τα λιπίδια τα λιπίδια κανονικά δεν θα έπρεπε να χαρακτηρίζονται πολυμερή. Από το πρόδρομα μόρια στο κύτταρο πρόδρομα μόρια : απλά μόρια όπως H 2 O, NH 3, CO 2 ενδιάμεσα μόρια : σχηματίζονται από απλά μόρια. π.χ. η γλυκόζη C 6 H 12 O 6, σχηματίζεται από H 2 O και CO 2 δομικά συστατικά ( μονομερή ) : αμινοξέα, νουκλεοτίδια κ.τ.λ. ενδιάμεσα μόρια. συντίθενται από βιολογικά πολυμερή : συντίθενται από μονομερή π.χ. οι πρωτεΐνες συντίθενται από αμινοξέα. υπερμοριακά συμπλέγματα : συντίθενται από διαφορετικά βιολογικά πολυμερή. π.χ τα ριβοσώματα συντίθενται από RNA και πρωτεΐνες. κυτταρικά οργανίδια : τμήματα του κυττάρου π.χ. ο πυρήνας που περιέχει το γενετικό υλικό και περιβάλλεται από τη πυρηνική μεμβράνη. κύτταρο : η βασική δομική και λειτουργική μονάδα, μέσω της οποίας εκδηλώνεται το φαινόμενο της ζωής. 2

ΕΝΩΣΗ ΜΟΝΟΜΕΡΩΝ ( ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ) Μόρια μονομερών ( ίδια ή διαφορετικά ) ενώνονται για το σχηματισμό πολυμερούς με ταυτόχρονη απόσπαση νερού. Ανάμεσα στα μόρια των μονομερών δημιουργούνται ομοιοπολικοί δεσμοί. H - Α - OH H Α - OH H - Β - OH H - Α - OH H - Δ - OH Η 2 Ο Η 2 Ο Η 2 Ο Η 2 Ο H - Α Α Β Α Δ - OH Η διαδικασία αυτή ονομάζεται συμπύκνωση επειδή οδηγεί στην απόσπαση μορίων νερού από τα μονομερή και στη συνένωση των τμημάτων των μονομερών που απομένουν με ομοιοπολικό δεσμό. Οι δεσμοί που σχηματίζονται είναι κατά ένας λιγότεροι από τα μονομερή που έχουν ενωθεί. Το ίδιο ισχύει και για τα μόρια του νερού που αποσπώνται. Δηλαδή αν ενωθούν πενήντα μόρια μονομερών, θα δημιουργηθούν σαρανταεννέα ομοιοπολικοί δεσμοί και θα αποσπασθούν σαρανταεννέα μόρια νερού. Στη μια άκρη της αλυσίδας που θα σχηματισθεί, θα υπάρχει μια ελεύθερη ομάδα που θα περιέχει άτομο υδρογόνου και στην άλλη άκρη ελεύθερη ομάδα η οποία θα περιέχει - ΟΗ. Ανάλογα με την αλληλουχία (σειρά) των μονομερών που συνδέονται έχουμε και ένα διαφορετικό πολυμερές. Αρκεί δηλαδή ένα μόνο μονομερές να αντικατασταθεί από άλλο ή να αλλάξει θέση στην αλυσίδα ώστε να προκύψει διαφορετικό πολυμερές. Το H - Α Β Α Α Δ - OH είναι διαφορετικό από το πιο πάνω πολυμερές. ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ Υδρόλυση είναι το αντίστροφο της συμπύκνωσης δηλαδή η αντίδραση ενός πολυμερούς με το νερό που έχει ως αποτέλεσμα να διασπασθεί το πολυμερές σε μικρότερα πολυμερή ή σε μονομερή. Η υδρόλυση ενός πολυμερούς μπορεί να γίνει, με τη βοήθεια ενζύμων ή με τη βοήθεια οξέων. Χαρακτηριστικά παραδείγματα Η υδρόλυση της ζάχαρης που είναι διμερές δίνει τα μονομερή: γλυκόζη και φρουκτόζη. Η υδρόλυση των λιπών δίνει : γλυκερόλη και λιπαρά οξέα Η υδρόλυση των πρωτεϊνών δίνει : αμινοξέα ( μονομερή ). 3

ΑΜΙΝΟΞΕΑ ΠΕΠΤΙΔΙΑ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Τα μονομερή των πρωτεϊνών είναι τα αμινοξέα. H R - C COOH η καρβοξυλομάδα έχει τη μορφή - C - OH NH 2 Υπάρχουν 20 διαφορετικά είδη αμινοξέων που συναντάμε στη φύση. Το κάθε αμινοξύ έχει διαφορετική πλευρική ομάδα R- από τα υπόλοιπα. Από τη συνένωση των αμινοξέων δημιουργούνται τα πεπτίδια. Ανάλογα με τον αριθμό των αμινοξέων που περιέχουν, χαρακτηρίζονται ως διπεπτίδια, τριπεπτίδια κ.τ.λ. O H O H R 1 - C C NH- C COOH NH 2 R 2 διπεπτίδιο Αν στο παράδειγμα της προηγούμενης σελίδας τα Α, Β, Δ ήταν 3 από τα είκοσι αμινοξέα τότε : Θα σχηματιζόταν ένα πενταπεπτίδιο Θα δημιουργούνταν 4 πεπτιδικοί δεσμοί με ταυτόχρονη απόσπαση 4 μορίων νερού. Παρατήρηση : αν τα ίδια αμινοξέα ενωθούν με άλλη σειρά ( με διαφορετική άλληλουχία ) προκύπτει διαφορετικό πεπτίδιο. Παράδειγμα Δύο μόρια του αμινοξέος Α και ένα του Β σχηματίζουν τα τριπεπτίδια : Α-Α-Β Α-Β-Α Β-Α-Α Ερώτηση Πόσα διαφορετικά τριπεπτίδια μπορούν να σχηματίσουν τα αμινοξέα Α, Β και Γ ; Στη πλευρική ομάδα ορισμένων αμινοξέων υπάρχει το στοιχείο S που περιέχεται μόνο στις πρωτεΐνες και δεν περιέχεται σε κανένα από τα υπόλοιπα βιολογικά πολυμερή. Πολυπεπτίδια ( ή πολυπεπτιδικές αλυσίδες ) είναι τα πεπτίδια που περιέχουν μεγάλο αριθμό αμινοξέων ( περισσότερα των 50 ). 4

Από τη πεπτιδική αλυσίδα στη πρωτεΐνη Μια πεπτιδική αλυσίδα δεν είναι πρωτεΐνη. Για να γίνει πρωτεΐνη θα πρέπει να απόκτήσει λειτουργικότητα. Για να συμβεί αυτό: Απομακρύνονται συνήθως, μερικά από τα πρώτα αμινοξέα. Σε όλες τις πεπτιδικές αλυσίδες ( για κάποιο λόγο που θα δούμε αργότερα ) το πρώτο αμινοξύ που υπάρχει και η οποία έχει ελεύθερο αμινικό άκρο είναι η μεθειονίνη. Κατά κανόνα αυτή απομακρύνεται από την αλυσίδα με διάσπαση του πεπτιδικού δεσμού. Μερικές φορές απομακρύνονται και ορισμένα άλλα από τα πρώτα αμινοξέα. Σε μερικές περιπτώσεις, οι πεπτιδικές αλυσίδες ενώνονται με άλλα μόρια, όπως σάκχαρα, λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα και σχηματίζονται γλυκοπρωτεΐνες, λιποπρωτεΐνες και νουκλεοπρωτεΐνες αντίστοιχα. Εκείνο που είναι εντελώς απαραίτητο, είναι η πρωτεΐνη να αποκτήσει τη κατάλληλη διαμόρφωση στο χώρο ( τρισδιάστατη δομή ), γιατί αυτή καθορίζει τη λειτουργία που επιτελεί. Ορισμένες πρωτεΐνες, αποτελούνται από περισσότερες από μια, πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Επίπεδα οργάνωσης των πρωτεϊνών ( δομές ) Η οργάνωση μιας πρωτεΐνης γίνεται σε 3 ή σε 4 επίπεδα ( 3 ή 4 δομές ) πρωτοταγής : αλληλουχία ( σειρά ) των αμινοξέων στη πολυπεπτιδική αλυσίδα. μεταξύ των μορίων της κυστεΐνης ( Cys ) υπάρχουν δεσμοί θείου( δισουλφιδικοί δεσμοί)) 5

δευτεροταγής : διαμόρφωση ( αναδίπλωση) στο επίπεδο. Ελικοειδής ή πτυχωτή μορφή ελικοειδής μορφή πτυχωτή μορφή η τριτοταγής : διαμόρφωση ( αναδίπλωση ) στο χώρο πτυχωτή ελικοειδής Η λειτουργία των πρωτεϊνών εξαρτάται από τη τρισδιάστατη δομή τους (τη διαμόρφωση στο χώρο) η τεταρτοταγής : συνδυασμός επιμέρους αλυσίδων, για το σχηματισμό του τελικού μορίου της πρωτεΐνης. τεταρτοταγής δομή της αιμοσφαιρίνης και των αντισωμάτων αιμοσφαιρίνη αντίσωμα Αν συμβεί μια μετάλλαξη στο DNA παράγεται αλυσίδα, με διαφορετική αλληλουχία αμινοξέων (πεπτιδική αλυσίδα) και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να αναδιπλώνεται με διαφορετικό τρόπο και να αλλάζει τόσο η δευτεροταγής όσο και η τριτοταγής 6

δο Μετουσίωση της πρωτεΐνης Μετουσίωση της πρωτεΐνης : όταν αυτή εκτεθεί σε ακραίες τιμές ΡΗ ή θερμοκρασίας καταστρέφεται η τρισδιάστατη δομή της και χάνεται η λειτουργικότητα της. Η στερεοποίηση της αλβουμίνης, μιας πρωτεΐνης η οποία περιέχεται στο ασπράδι του αβγού και το κόψιμο του γάλακτος με τη προσθήκη οξέων οφείλεται στη μετουσίωση των πρωτεϊνών. Εξαιτίας της μετουσίωσης τροποποιείται η τριτοταγής δομή της πρωτεΐνης και χάνεται η λειτουργικότητα της. 7

Είδη πρωτεϊνών - Βασικότερες λειτουργίες των πρωτεϊνών Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός πρωτεϊνών. Μερικές πρωτεΐνες παραμένουν μέσα στο κύτταρο, ενώ κάποιες άλλες εξέρχονται από το κύτταρο και κυκλοφορούν στη μεσοκυττάρια περιοχή. ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ Ανάλογα με τη λειτουργία τους οι πρωτεΐνες διακρίνονται σε : ΔΟΜΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ Στη κατηγορία αυτή ανήκουν πρωτεΐνες όπως : Η ελαστίνη : συστατικό του συνδέσμου των οστών Το κολλαγόνο : συστατικό του συνδετικού ιστού Πρέπει να τονισθεί ότι το κύριο συστατικό του μυικού ιστού είναι πρωτεΐνες. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ Οι πρωτεΐνες επιτελούν ένα πλήθος λειτουργιών όπως : μεταφορά ουσιών Η αιμοσφαιρίνη είναι μια πρωτεΐνη, που περιέχεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια του αίματος και κυκλοφορεί, μαζί με αυτό, σε όλα τα σημεία του ανθρώπινου σώματος, μεταφέροντας Ο 2 και απομακρύνονταςco 2. Αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, ανά δύο ίδιες μεταξύ τους. Οι δύο από αυτές είναι μεγαλύτερες ( «βαριές» αλυσίδες ) και χαρακτηρίζονται α, ενώ οι άλλες δύο ( «ελαφρές» αλυσίδες ) χαρακτηρίζονται β. Η αιμοσφαιρίνη η β-αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης Στο κέντρο κάθε αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης, βρίσκεται η ομάδα της αίμης που είναι και το σημείο σύνδεσης των μεταφερόμενων μορίων. Η μυοσφαιρίνη είναι μια άλλη μεταφέρουσα πρωτεΐνη η οποία μεταφέρει το Ο 2 στους μύες. 8

άμυνα αντισώματα : πρωτεΐνες που παράγονται από το ανοσοβιολογικό σύστημα για την αντιμετώπιση παθογόνων μικροοργανισμών. ιντερφερόνες : αμυντικές πρωτεΐνες που εμφανίζουν αντιική δράση. αποθήκευση ουσιών καζεΐνη : πρωτεΐνη του γάλακτος που αποθηκεύει Ca. αλβουμίνη : πρωτεΐνη στο ασπράδι του αβγού, αποτελεί πηγή αμινοξέων για το αναπτυσσόμενο έμβρυο. συστολή μυϊκού συστήματος ακτίνη και μυοσίνη : συστατικό των μυϊκών κυττάρων ορμονικές λειτουργίες ινσουλίνη και γλυκαγόνη : πρωτεΐνες που παράγονται στο πάγκρεας και ρυθμίζουν τη συγκέντρωση της γλυκόζης και των άλλων σακχάρων στο αίμα. ενζυμικές λειτουργίες εξειδευμένες πρωτεΐνες που επιταχύνουν τις βιοχημικές αντιδράσεις. 9

ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ DNA - RNA DNA : γενετικό υλικό του κυττάρου, βρίσκεται στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων ( στο πυρηνοειδές των προκαρυωτικών ) και μικρό ποσοστό στα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες των ευκαρυωτικών κυττάρων. Δομική μονάδα : δεσόξυριβο νουκλεοτίδια νουκλεοτίδιο DNA : πεντόζη + φωσφορική ομάδα + αζωτούχος βάση (δεσόξυριβόζη) ( αδενίνη-θυμίνη- κυτοσίνη-ουρακίλη ) Φωσφορική Ομάδα 5 C Ο αζωτούχος βάση C C 4 1 ΗΟ C 3 C 2 Υπάρχουν 4 διαφορετικά είδη νουκλεοτιδίων DNA, ανάλογα με την αζωτούχο βάση που περιέχουν. πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα : Σειρά πολλών νουκλεοτιδίων που ενώνονται με ομοιοπολικούς δεσμούς οι οποίοι χαρακτηρίζονται φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. Γίνεται συμπύκνωση ( απόσπαση Η 2 Ο ) ανάμεσα στο υδροξύλιο του τρίτου C και τη φωσφορική ομάδα του πέμπτου ατόμου C δύο νουκλεοτιδίων, με αποτέλεσμα να προκύψει, ο 3-5 φωσφοδιεστερικός δεσμός. Κάθε νέα πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα που σχηματίζεται θα έχει προσανατολισμό 5 3. Αυτό συμβαίνει και στις αλυσίδες του DNA και στις αλυσίδες του RNA. Σε κάθε τέτοια αλυσίδα, θα υπάρχει ελεύθερη φωσφορική ομάδα, στο άκρο 5 και ελεύθερη ομάδα υδροξυλίου στο άκρο 3. 10

+ συμπύκνωση δυο νουκλεοτιδίων Η αλυσίδα που σχηματίζεται έχει προσανατολισμό 5 3. σχηματισμός φωσφοδιεστερικού δεσμού 11

Διάταξη στο χώρο : Το DNA είναι ένα μόριο που αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες που σχηματίζουν δίκλωνη έλικα. η δίκλωνη έλικα Οι δύο κλώνοι συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου ενώ τα νουκλεοτίδια ενός κλώνου με φωσφοδιεστερικούς δεσμούς. Οι αζωτούχες βάσεις των δύο κλώνων είναι συμπληρωματικές. Απέναντι από την αδενίνη τοποθετείται πάντοτε θυμίνη και απέναντι από τη γουανίνη, η κυτοσίνη. Η αδενίνη με τη θυμίνη σχηματίζουν δύο δεσμούς υδρογόνου και η κυτοσίνη με τη γουανίνη σχηματίζουν τρεις δεσμούς υδρογόνου. Οι δυο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες του DNA είναι αντιπαράλληλες, δηλαδή απέναντι από το ελεύθερο άκρο 5 της μιας αλυσίδας τοποθετείται το ελεύθερο άκρο 3 της συμπληρωματικής αλυσίδας. Το DNA δεν είναι ένα μονοκόμματο μόριο στον πυρήνα του κυττάρου αλλά πολλά τμήματα ( χρωμοσώματα ). Στο ανθρώπινο κύτταρο υπάρχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Ο αριθμός είναι χαρακτηριστικός του είδους. Το DNA του πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων είναι γραμμικό. Το DNA των μιτοχονδρίων και των χλωροπλαστών είναι κυκλικό. Στα προκαρυωτικά κύττα-ρα υπάρχει μόνο κυκλικό DNA. 12

Ο ρόλος του DNA Δεν μπορεί να υπάρξει κύτταρο οποιουδήποτε οργανισμού χωρίς DNA, αφού αυτό καθορίζει όλες τις λειτουργίες του κυττάρου ( εξαίρεση αποτελούν τα ερυθρά αιμοσφαίρια τα οποία αρχικά έχουν πυρήνα με DNA τον οποίο αργότερα αποβάλλουν ). RNA RNA : νουκλεϊκό οξύ που μπορεί να έχει 4 διαφορετικούς τύπους και το οποίο βρίσκεται στο πυρήνα ή στο κυτταρόπλασμα, ελεύθερο η ως συστατικό των ριβοσωμάτων. Δομική μονάδα : ριβονουκλεοτίδιο. Έχει 4 διαφορετικά είδη νουκλεοτιδίων του. Το σάκχαρο που περιέχει είναι η ριβόζη. Οι αζωτούχες βάσεις που μπορεί να έχει είναι Α, C, G, U. Μορφή και σχήμα : μονόκλωνο, παρουσιάζει συνήθως αναδιπλώσεις DNA μεταγραφή m-rna t-rna r-rna sn-rna μεταφέρει τις γενετικές μεταφέρει τα σχηματίζει σχηματίζει μαζί πληροφορίες στα αμινοξέα στα μαζί με με πρωτεΐνες ριβοσώματα ριβοσώματα πρωτεΐνες τα σωματίδια που ριβοσώματα καταλύουν την ωρίμανση του m-rna μετάφραση ωρίμανση στο πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων 13

ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ μονοσακχαρίτες δισακχαρίτες πολυσακχαρίτες τριόζες σακχαρόζη κυτταρίνη πεντόζες μαλτόζη άμυλο εξόζες λακτόζη γλυκογόνο αποτελούν πηγές ενέργειας του κυττάρου όλοι αποτελούνται από γλυκόζη από αυτούς συντίθενται οι δισακχαρίτες και οιπολυσακχαρίτες Οι μονοσακχαρίτες Ο βασικότερος μονοσακχαρίτης είναι η γλυκόζη ( C 6 H 12 O 6 ) o οποίος συντίθεται από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Όλοι οι άλλοι υδατάνθρακες προκύπτουν από αυτήν. Η φρουκτόζη είναι ισομερής με τη γλυκόζη και μετατρέπεται σε ορισμένες συνθήκες σε γλυκόζη. Οι δισακχαρίτες Οι βασικότεροι δισακχαρίτες αποτελούνται από γλυκόζη και ένα δεύτερο μόριο σακχάρου. Κατά την ένωση των δύο μονομερών γίνεται απόσπαση νερού (συμπύκνωση) σακχαρόζη ( ζάχαρη ) : γλυκόζη + φρουκτόζη λακτόζη : μαλτόζη : γλυκόζη + γαλακτόζη γλυκόζη + γλυκόζη ν Οι πολυσακχαρίτες Οι βασικότεροι πολυσακχαρίτες είναι : κυτταρίνη : δομικός πολυσακχαρίτης των φυτών και των βακτηρίων. Αποτελεί συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος. άμυλο : αποταμιευτική ουσία των φυτικών κυττάρων. γλυκογόνο : αποταμιευτική ουσία των ζωικών κυττάρων και των μυκήτων. Στους ανώτερους οργανισμούς είναι αποθηκευμένο στο ήπαρ Όλοι οι πολυσακχαρίτες έχουν ως δομικό συστατικό τη γλυκόζη. 14

ΛΙΠΙΔΙΑ ουδέτερα λίπη φωσφολιπίδια στεροειδή 1 μόριο γλυκερίνης 1 μόριο γλυκερίνης διαφοροποιημένη δομή + + 3 μόρια λιπαρού οξέος 2 μόρια λιπαρού οξέος + α. ακόρεστα 1 μόριο φωσφορικού οξέος β. κορεσμένα + 1 πολικό μόριο ουδέτερα λίπη CH 2 - OH HOOC R CH 2 - OOC R CH OH + HOOC R CH OOC R + 3 H 2 O CH 2 OH HOOC R CH 2 OOC R γλυκερίνη ( γλυκερόλη ) εστέρας φωσφολιπίδια Αποτελούν το βασικό συστατικό της πλασματικής μεμβράνης των κυττάρων. Αποτελού-νται από την υδρόφιλη κεφαλή και την υδρόφοβη ουρά. στεροειδή πρωτεΐνες Η χοληστερόλη είναι το σημαντικότερο στεροειδές. Αποτελεί συστατικό της πλασματικής μεμβράνης των ζωικών κυττάρων. Η υψηλή συγκέντρωση της στο αίμα, ευθύνεται για την αρτηριοσκλήρυνση. 15

Συνοπτική παρουσίαση μακρομορίων Μακρομόρια ( βιολογικά πολυμερή ) α. πρωτεΐνες β. νουκλεϊκά οξέα ( DNA, RNA) γ. υδατάνθρακες δ. λιπίδια μονομερές ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΟ ( ΠΟΛΥΜΕΡΕΣ ) λειτουργία αμινοξέα πρωτεΐνες δομικά συστατικά του κυττάρου λειτουργικές μονάδες (ένζυμα, αντισώματα κ.ά. ) DNA : γενετικό υλικό του κυττάρου νουκλεοτίδια μονοσακχαρίτες νουκλεϊκά ΟΞΕΑ DNA - RNA ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ RNA : m-rna μεταφορά γενετικής πληροφορίας t-rna μεταφορά αμινοξέων στα ριβοσώματα r-rna δομικό υλικό των ριβοσωμάτων Α. πηγή ενέργειας για το κύτταρο Β. δομικά συστατικά κυττάρων 16

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Σε τι διαφέρει ένα ευκαρυωτικό από ένα προκαρυωτικό κύτταρο ; Ποιοι μικροοργανισμοί είναι προκαρυωτικά κύτταρα ; 2. Ποιες μορφές ζωής δεν αποτελούνται από κύτταρα; Πώς αντιμετωπίζουν την αδυναμία αυτόνομης λειτουργίας, αυτές οι μορφές ζωής ; 3. Ποιο συστατικό των κυττάρων βρίσκεται στη μεγαλύτερη αναλογία ; Πως εξηγείται το γεγονός ότι το χημικό στοιχείο που περιέχεται σε μεγαλύτερο ποσοστό στο κύτταρο είναι το οξυγόνο ; 4. Τι είναι πολυμερές ; Τι σημαίνει συμπύκνωση ; Ποιο είναι το κοινό σημείο όλων των αντιδράσεων κατά τις οποίες σχηματίζονται βιολογικά μακρομόρια ( πολυμερή ) από τα μονομερή; 5. Ποια είναι τα μονομερή των πρωτεϊνών και από τι αυτά αποτελούνται ; Ποια είναι τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν σε όλες τις πρωτεΐνες; 6. Πόσα διαφορετικά είδη αμινοξέων συναντώνται στα κύτταρα; Σε τι διαφέρουν αυτά μεταξύ τους; 7. Πώς σχηματίζεται ένα διπεπτίδιο και πόσους πεπτιδικούς δεσμούς περιέχει ; Πότε ένα πολυπεπτίδιο ονομάζεται πρωτεΐνη ; 8. Αν ενωθούν δύο διαφορετικά μόρια αμινοξέων πόσα διπεπτίδια μπορούν να σχηματίσουν ; 9. Πού οφείλεται η μεγάλη ποικιλία των πρωτεϊνών ; 10. Τι προϊόντα προκύπτουν αν αντιδράσει μια πρωτεΐνη με νερό; Πώς ονομάζεται η διαδικασία αυτή ; 11. Ένα τριπεπτίδιο είναι : α. χημική ένωση τριών πεπτιδίων β. μίγμα τριών αμινοξέων γ. χημική ένωση τριών αμινοξέων δ. πρωτεΐνη 12. Αν τα Mr των αμινοξέων είναι αντίστοιχα 90, 104, 118 και το Mr του νερού 18, ποιο θα είναι το Mr του τριπεπτιδίου ; 13. Κατά την υδρόλυση ενός πολυπεπτιδίου που αποτελείται από 120 αμινοξέα προκύπτουν μικρότερα πεπτίδια που αποτελούνται από 2 ή 3 αμινοξέα. Αν τα διπεπτίδια είναι 15, πόσα είναι τα τριπεπτίδια; Πόσοι πεπτιδικοί δεσμοί διασπάσθηκαν ; 17

18