Molekulat biologjike dhe Karbohidratet

Molekulat biologjike

Molekula organike që përmbajnë karbon dhe elemente të tjera kimike, të cilat gjenden në organizmat e gjallë.

Tri llojet kryesore të lidhjeve kimike

Lidhja kovalente, lidhja jonike dhe lidhja hidrogjenore.

Lidhja kovalente

Lidhja kimike ku atomet formojnë molekulë duke ndarë elektronet.

Lidhja jonike

Lidhja që formohet kur atomet bëhen më të qëndrueshme duke transferuar elektrone, duke formuar jone me ngarkesa të kundërta që tërhiqen.

Lidhja hidrogjenore

Lidhje e dobët që formohet midis atomeve me elektronegativitete të ndryshme.

Molekula polare

Molekulë ku ngarkesa elektrike nuk shpërndahet në mënyrë të njëtrajtshme.

Metabolizmi

Tërësia e proceseve dhe reaksioneve kimike që ndodhin në qelizë.

Anabolizmi

Procesi i formimit të lëndëve më të ndërlikuara duke u nisur nga lëndë më të thjeshta.

Katabolizmi

Procesi i formimit të lëndëve më të thjeshta duke u nisur nga lëndë më të ndërlikuara.

Formulimi konceptual i metabolizmit

$$\text{Metabolizmi} = \text{Anabolizëm} + \text{Katabolizëm}$$

Reaksioni kimik i fotosintezës

$$6CO_2 + 6H_2O \rightleftharpoons C_6H_{12}O_6 + 6O_2$$

Lloji i procesit metabolik të fotosintezës

Proces anabolik ku energjia e dritës përdoret për të formuar glukozë nga $CO_2$ dhe $H_2O$.

Reaksioni redoks

Reaksion kimik ku ka transferim të elektroneve nga një molekulë te një molekulë tjetër.

Roli i dhuruesit dhe pranuesit të elektroneve në një reaksion redoks

Dhuruesi humbet elektrone, ndërsa pranuesi fiton elektrone.

Hidroliza

Reaksioni kimik ku një molekulë shpërbëhet me ndihmën e $H_2O$.

Shpërndarja e $H_2O$ gjatë hidrolizës

Atomi $H$ kalon te njëri prej produkteve, ndërsa grupi $OH$ kalon te produkti tjetër.

Moli

Sasia e lëndës që përmban $6.02 \times 10^{23}$ grimca elementare.

Numri i Avogadros

$6.02 \times 10^{23}$, i cili përfaqëson numrin e grimcave që përmban një mol.

Masa molare

Masa e një moli të një substance.

Atomi

Njësia më e vogël e një elementi kimik që mund të ekzistojë në mënyrë të pavarur.

Izotopet

Atome të të njëjtit element që kanë të njëjtin numër atomik ($Z$), por numër mase të ndryshëm.

Jonet

Atome që kanë fituar ose humbur elektrone dhe për këtë arsye kanë ngarkesë elektrike.

Elementet kimike kryesore që përbëjnë molekulat biologjike

$C$, $H$, $O$, $N$, $P$ dhe $S$.

Makroelementet

Elementet kimike që përbëjnë pjesën më të madhe të molekulave biologjike.

Katër grupet kryesore të molekulave biologjike

1. Karbohidratet
2. Lipidet
3. Proteinat
4. Acidet nukleike ($ADN$ dhe $ARN$)

Mikroelementet

Elemente që nevojiten në sasi shumë të vogla në organizëm (p.sh. $K$, $Ca$, $Mg$, $Fe$).

Formula molekulare

Formula kimike që tregon llojin dhe numrin e atomeve të elementeve në një përbërje.

Formula strukturore

Formula kimike që tregon mënyrën e vendosjes dhe lidhjes së atomeve në një molekulë.

Izomerët

Molekula që kanë të njëjtën formulë molekulare, por formula strukturore të ndryshme.

Grupi funksional

Atom ose grup atomesh brenda një përbërjeje që i jep asaj veti karakteristike kimike.

Hidrofil

Pjesë ose molekulë polare që tërhiqet ose ndërvepron me ujin.

Hidrofob

Pjesë ose molekulë jopolare që nuk tërhiqet nga uji.

Rëndësia e karbonit ($C$) në molekulat biologjike

Mund të formojë katër lidhje kovalente, të lidhet me karbonë të tjerë dhe me elemente të tjera, duke krijuar struktura dhe vargje të ndryshme.

Monomeri

Molekulë individuale që shërben si njësia ndërtuese e një molekule më të madhe organike.

Polimeri

Molekulë e madhe e formuar nga shumë monomere të bashkuara në vargje.

Polimerizimi

Procesi i bashkimit të shumë monomereve për të formuar një polimer.

Reaksioni i përgjithshëm i polimerizimit

$$\text{Monomer} + \text{Monomer} + \dots \rightarrow \text{Polimer} + (n-1)H_2O$$

Reaksioni i kundërt i polimerizimit

Hidroliza, ku polimeri shpërbëhet në monomere duke përdorur ujë ($H_2O$).

Elementet kimike të karbohidrateve

Karboni ($C$), hidrogjeni ($H$) dhe oksigjeni ($O$).

Tri funksionet kryesore të karbohidrateve

1. Burim energjie
2. Rezervë energjie
3. Funksion strukturor

Sakarid

Njësia bazë monomere e karbohidrateve.

Përdorimi i glukozës si burim energjie

Oksidohet në prani të $O_2$ duke formuar $CO_2$, $H_2O$ dhe energji në formën e $ATP$.

Reaksioni i frymëmarrjes qelizore

$$\text{Glukozë} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + 36\,\text{ATP}$$

Karbohidratet që shërbejnë si rezervë energjie te bimët dhe kafshët

Amidoni te bimët dhe glikogjeni te kafshët.

Karbohidrati me funksion strukturor te bimët

Celuloza.

Monosakaridet

Karbohidrate të thjeshta që nuk mund të shpërbëhen në karbohidrate më të thjeshta.

Formula e përgjithshme e monosakarideve

$$C_n H_{2n} O_n$$

Klasifikimi i monosakarideve sipas numrit të atomeve të karbonit

Në pentoza ($5C$) dhe heksoza ($6C$).

Pentozat

Monosakaride me 5 atome karboni dhe formulë $C_5 H_{10} O_5$.

Dy pentozat kryesore biologjike

Riboza (në $ARN$) dhe dezoksiriboza (në $ADN$).

Heksozat

Monosakaride me 6 atome karboni dhe formulë $C_6 H_{12} O_6$.

Tri heksozat kryesore

Glukoza, fruktoza dhe galaktoza.

$\alpha\text{-glukoza}$ dhe $\beta\text{-glukoza}$

Dy forma strukturore të glukozës që ndryshojnë në pozicionin e grupit $-OH$ në karbonin anomerik.

Disakaridet

Karbohidrate të përbëra nga bashkimi i dy monosakarideve.

Formula molekulare e disakarideve kryesore

$$C_{12} H_{22} O_{11}$$

Reaksioni i formimit të maltozës

$$\text{Glukozë} + \text{Glukozë} \rightleftharpoons \text{Maltozë} + H_2O$$

Reaksioni i formimit të laktozës

$$\text{Glukozë} + \text{Galaktozë} \rightleftharpoons \text{Laktozë} + H_2O$$

Reaksioni i formimit të saharozës

$$\text{Glukozë} + \text{Fruktozë} \rightleftharpoons \text{Saharozë} + H_2O$$

Lidhja glikozidike

Lidhja kimike që formohet midis dy monosakarideve gjatë bashkimit të tyre, me largimin e një molekule $H_2O$.

Polisakaridet

Karbohidrate të përbëra nga shumë njësi monosakaridesh, të cilat mund të jenë të degëzuara ose të padegëzuara.

Tre polisakaridet kryesore

Amidoni, glikogjeni dhe celuloza.

Monosakaridi përbërës i amidonit

$$\alpha\text{-glukoza}$$

Struktura e amidonit

Përmban pjesë të padegëzuara dhe pjesë të degëzuara.

Lokacioni i amidonit

Gjendet te bimët, veçanërisht në farat dhe organet rezervë ushqimore.

Funksioni i amidonit

Rezervë energjie te bimët.

Përshtatshmëria e strukturës së amidonit për rezervë energjie

Është kompakt, i patretshëm në ujë dhe mund të hidrolizohet për të çliruar glukozë.

Rëndësia e strukturës kompakte të amidonit

Mundëson ruajtjen e sasisë së madhe të lëndës në një hapësirë të vogël.

Hidroliza e amidonit

Shpërbërja e tij në njësi më të vogla deri në formimin e glukozës.

Monosakaridi përbërës i glikogjenit

$$\alpha\text{-glukoza}$$

Struktura e glikogjenit

Vargje shumë të degëzuara.

Lokacioni i glikogjenit

Gjendet në qelizat e kafshëve, veçanërisht në mëlçi dhe muskuj.

Funksioni i glikogjenit

Rezervë energjie te kafshët.

Përshtatshmëria e strukturës së glikogjenit për ruajtjen e energjisë

Struktura e tij shumë e degëzuar lejon që glukoza të çlirohet shpejt nga enzimat kur nevojitet.

Monosakaridi përbërës i celulozës

$$\beta\text{-glukoza}$$

Struktura e celulozës

Vargje të drejta dhe të padegëzuara.

Lokacioni i celulozës

Gjendet në muret qelizore të bimëve.

Funksioni i celulozës

Funksion strukturor që i jep qëndrueshmëri murit qelizor bimor.

Mënyra e lidhjes së molekulave të celulozës

Vargjet vendosen paralele pranë njëri-tjetrit dhe formojnë lidhje hidrogjenore, duke krijuar fibra të forta.

Katër vetitë strukturore të amidonit

1. I patretshëm në ujë
2. Molekulat e mëdha nuk dalin dot nga qeliza
3. Kompakt
4. Mund të hidrolizohet për të çliruar glukozë

Tre vetitë strukturore të glikogjenit

1. I patretshëm në ujë
2. Kompakt
3. Shumë i degëzuar për çlirim të shpejtë të glukozës

Katër vetitë strukturore të celulozës

1. Përbëhet nga $\beta\text{-glukoza}$
2. Vargje të padegëzuara
3. Lidhje hidrogjenore midis vargjeve
4. Formon fibra të forta që i japin bimës qëndrueshmëri

Reagenti i Benedictit

Reagent kimik që përdoret për të zbuluar praninë e sheqernave reduktues.

Sheqernat që japin reaksion pozitiv me reagentin e Benedictit

Sheqernat reduktues (si të gjitha monosakaridet dhe disakaridet reduktuese si glukoza dhe maltoza).

Ndryshimi i pamjes gjatë testit të Benedictit

Ngjyra ndryshon nga blu dhe formohet precipitat me ngjyrë portokalli deri në të kuqe tulle gjatë nxehjes.

Shkaku i formimit të precipitatit të kuq në testin e Benedictit

Reduktimi i joneve $Cu^{2+}$ në oksid bakri(I), $Cu_2 O$.

Reaksioni i amidonit me reagentin e Benedictit

Nuk jep reaksion pozitiv tipik si sheqernat reduktues.

Reagenti me të cilin testohet amidoni

Tretësira e jodit.

Ngjyra e amidonit në prani të jodit

Blu e errët / blu në të zezë.

Dallimi kryesore midis amidonit, glikogjenit dhe celulozës

Amidoni dhe glikogjeni janë polisakaride rezervë energjie, ndërsa celuloza ka funksion strukturor.

Monosakaridi nga i cili përbëhen amidoni dhe glikogjeni

$$\alpha\text{-glukoza}$$

Monosakaridi nga i cili përbëhet celuloza

$$\beta\text{-glukoza}$$

Polisakaridi më i degëzuar

Glikogjeni.

Polisakaridi me vargje të drejta dhe të padegëzuara

Celuloza.

Polisakaridi rezervë i bimëve

Amidoni.

Polisakaridi rezervë i kafshëve

Glikogjeni.

Polisakaridi që ndërton murin qelizor të bimëve

Celuloza.

Dallimi midis $\alpha\text{-glukozës}$ dhe $\beta\text{-glukozës}$

Ndryshojnë në pozicionin e grupit $-OH$ në karbonin anomerik.

Dallimi midis monosakarideve, disakarideve dhe polisakarideve

Monosakaridet kanë 1 njësi sheqeri, disakaridet kanë 2 njësi monosakaridesh, ndërsa polisakaridet kanë shumë njësi.

Lidhja që formohet gjatë bashkimit të dy monosakarideve

Lidhja glikozidike, duke u larguar një molekulë $H_2O$.

Reaksioni që zbërthen polimerin në njësi më të vogla

Hidroliza.