2 biomolecule si metode biochimice

7/29/2019 2 Biomolecule Si Metode Biochimice

1/4

II. BIOMOLECULE I METODE BIOCHIMICE

Unul din obiectivele fundamentale ale biochimiei este cunoaterea

compoziiei chimice a organismului uman i a claselor de molecule organicei anorganice care sunt implicate n procesele vieii. n concepia modernbiochimia este o disciplin de grani ntre biologie i chimie, fr a se puteatrage o linie net de demarcaie i, n acelai timp, cu interferene profunde cufizica. Biochimia s-a dezvoltat n dou direcii distincte i anume, o direciecare deriv din fiziologie i este o preocupare mai veche de a cunoatecompoziia chimic a sngelui, a urinii i a esuturilor i a doua direcie, carederiv din chimia organic. Compoziia chimic a organismelor vii estediferit din punct de vedere calitativ de compoziia mediului nconjurtor cutoate c din punct de vedere cantitativ putem ntlni aceleai molecule

molecule att n celula vie ct i n afara acesteia.Celula este unitatea major structural, funcional i genetic a

biologiei. Majoritatea reaciilor ce se desfoar n organism au loc n celul.Celulele funcioneaz ca nite entiti capabile s efectueze nenumratetransformri chimice i n acelai timp s-i asigure condiiile energeticeoptime pentru aceste transformri. O proprietate remarcabil a celulelor estec toate reaciile care se desfoaoar aici sunt catalizate enzimatic cu unrandament de 100%, deci fr produi secundari. Din acest motiv celula estemai degrab asemnat cu o main chimic dect cu o uzin chimic.

Deoarece enzimele catalizeaz recii de transformare a unor anumitesubstane i ntr-un anumit sens, fr s influeneze i alte procese,organismele vii sunt capabile s realizeze simultan un numr enorm deprocese variate fr s se influeneze reciproc.

Mediul nconjurtor este absolut necesar unui sistem viu, pentru dinacset mediu organismele vii i asigur materia prim necesar proceselorchimice celulare ct i energia energia necesar desfurrii acestora.Organismele vii fa de mediul nconjurtor se afl ntr-un echilibru dinamica unui sistem deschis.

11


2/4

Principil II al termodinamicii arat c toate procesele fizico-chimicesunt nsoite de variaia energiei sistemului i a gradului de dezordine, aentropiei. organismele vii, cu toat complexitatea structural, i pstreaz un

grad de ordine mai mare dect aceleai structuri n stare nevie. Acest gradridicat de ordonare a sistemelor vii are o semnificaie deosebit, deoarece nuse poate imagina o ordonare spontan a materiei nevii pentru a trece la ceavie.

Organismele vii, conform principiului nti al termodinamicii, nu potcrea i nu pot consuma energie, dect s transforme o form de energie nalta. De aici putem concluziona c organismele vii suntsisteme deschise.

II.1. COMPOZIIA ELEMENTAR A ORGANISMULUI UMAN

n urma determinrilor efectuate s-au identificat un numr de peste 60de elemente care intr n compoziia organismului uman (conform tabeluluiII.1).

Tebel nr. II.1. Compoziia elementar aproximativ a corpului uman (lasubstan uscat)

Element % Element %carbon (C) 50 sulf (S) 0,8oxigen (O) 20 sodiu (Na) 0,4

hidrogen (H) 10 clor (Cl) 0,4azot (N) 8,5 magneziu (Mg) 0,1calciu (Ca) 4 fier (Fe) 0,01fosfor (P) 1 iod (I) 0,00005

Dintre acestea remarcm c primele patru elemente adic carbonul,oxigenul, hidrogenul i azotul sunt constituieni majori ai organismului umani reprezint aproximativ 90%. Fosforul este o component a acizilor nucleicii a altor molecule i este rspndit n tot organismul uman sub formionizat. Calciul are un rol cheie n nenumrate procese i este n centrul

ateniei a mai multor curente de cercetare. Restul de elemente sunt, deasemenea, foarte importante n buna funcionare a echilibrului de electrolii(K+, Na+, Cl- i Mg+2), deficitul de fier (Fe+2) provoac anemia iar carena deiod (I-) disfuncii ale tiroidei. Toate aceste elemente reprezint 99,9% dinconstituienii organismului uman. Remarcm c un numr foarte mic deelemente carbonul, hidrogenul, azotul i oxigenul constituie marea majoritatea elementelor din materia vie, la care se mai adaug nc un numr restrnspentru a forma aproape toi constituienii din organism. Pentru bunafuncionare a proceselor din organism mai este nevoie de cantiti extrem de

12


3/4

mici i din celelalte elemente. S-au identificat aproximativ 60 de elementecare au fost denumite microelemente, oligoelemente sau elemente n urme.Dintre acestea amintim cupru, arsen, cobalt, mangan, vanadiu etc.

II.2. PRINCIPALELE CLASE DE BIOMOLECULE DIN NATUR

Cele mai importante biomolecule care intr n componena celulelor ia esuturilor animale sunt acizii nucleici, proteinele, polizaharidele i lipidele.(tabelul II.2.). Moleculele complexe sunt alctuite din molecule simple.Astfel, acizii dezoxiribonucleici i acizii ribonucleici sunt construii dindezoxiribonucleotide i ribonucleotide iar proteinele sunt cldite dinaminoacizi. Polizaharidele sunt formate din molecule simple de hidrai de

carbon (cum este cazul glicogenului, polizaharida principal a organismuluianimal este format din glucoz). Ca biopolimeri sunt considerai aciziinucleici, proteinele i polizaharidele deoarece sunt formai din uniti care serepet n structura respectiv. Aceste molecule complexe sunt eseniale vieii,motiv pentru care vor fi descrise mai n amnunt. Componentele principal alipidelor sunt considerai a fi acizii grai.

Tabel nr. II.2. Principalele biomolecule complexe din celule i esuturi.Acizii nucleici, proteinele i polizaharidele sunt biopolimeri construii din

structuri care se repet. Lipidele, n general, nu sunt biopolimeri i nu toate

lipidele au n structur i acizi grai.Biomolecula Monomeri Funcii majoreADN Dezoxiribonucleotide Material geneticARN Ribonucleotide Tipar pentru sinteza proteinelor

proteine Aminoacizi Funcii multiplepolizaharide(glicogenul)

Glucoz Stoc de energie

lipide acizi grai Componente ale memb-raneicelulare, rezerv de energie

Compoziia elementar a organismului uman a fost descris mai sus.Compoziia molecular este prezentat n tabelul nr. II.3. n proteine,grsimi, hidrai de carbon, ap i minerale. Apa este, de asemenea, unconstituient major al organismului uman fiind prezent n toate esuturile.Natura polar a moleculei de ap i capacitatea de a forma legturi dehidrogen i confer acesteia proprieti excepionale de solvent i de mediu dereacie.

Din studiile efectuate pe E. coli ntr-o celul exist aproximativ 3000de tipuri diferite de proteine i 1000 de tipuri de acizi nucleici. Toate aceste

13


4/4

proteine sunt formate numai din 20 de aminoacizi, iar acizii nucleici numaidin 8 nucleotide. S-a apreciat c viaa pe pmnt, n prima faz, a fostformat din cteva zeci de molecule complexe diferite.

Tabel nr. II.3. Compoziia medie a organismului n componentele majoreKg %

Proteine 11 17Grsimi 9 13,8hidrai de carbon 1 1,5Ap 40 61,6Minerale 4 6,1

Cum evoluia vieii a dus la formare de organisme tot mai variate i

mai difereniate, astzi se cunosc foarte muli aminoacizi care deriv din cei20 de aminoacizi primari. Se mai cunosc cteva zeci de nucleotide, care au labaz tot nucleotidele primare. Se cunosc peste 70 de structuri demonozaharide care deriv toate de la glucoz. n ce privesc lipidele se cunoscnenumrate forme de acizi grai care ns deriv n totalitate din ceiprimordiari.

14

2 biomolecule si metode biochimice

Documents