Compoziția chimică a materiei vii: Substanțe anorganice și organice

Set complet de flashcarduri de vocabular care acoperă compoziția chimică a materiei vii: substanțe anorganice (apă, ioni, săruri minerale) și substanțe organice (proteine, glucide, lipide, acizi nucleici și ATP).

Elemente chimice de bază

Cele 6 elemente chimice fundamentale care intră în compoziția materiei vii: carbon ($C$), hidrogen ($H$), oxigen ($O$), azot ($N$), sulf ($S$) și fosfor ($P$).

Atomi de C, N, H, O

Atomii care constituie aproximativ $99\%$ din greutatea organismelor vii.

Molecula de apă

Moleculă indispensabilă vieții cu structură de dipol, având un pol negativ realizat de atomul de oxigen și un pol pozitiv format din 2 atomi de hidrogen; reprezintă aproximativ $60\%$ din compoziția celulelor.

Substanțe coloidale (coloizi)

Substanțe care atrag moleculele de apă și rămân asociate cu acestea în mediul apos.

Săruri minerale din oase

Săruri insolubile cu rol structural, reprezentate în principal de fosfat de calciu și carbonat de calciu.

Proteine

Substanțe macromoleculare complexe alcătuite din unități simple numite aminoacizi, uniți prin legături chimice covalente.

Holoproteine

Proteine alcătuite exclusiv din aminoacizi.

Heteroproteine

Proteine complexe alcătuite dintr-o parte proteică (aminoacizi) și una sau mai multe componente neproteice, numite cofactori.

Cofactori

Componente neproteice ale heteroproteinelor, care pot fi ioni metalici ($Zn$, $Cu$, $Fe$, $Mg$, $Mn$, $Co$) sau substanțe organice precum nicotinamidă adenină dinucleotidă ($NAD^+$) și flavin adenin dinucleotidă ($FAD$).

Proteine structurale

Proteine care asigură suport și rezistență mecanică țesuturilor; exemple: colagenul (țesut conjunctiv), actina și miozina (mușchi), cheratina (piele, păr, unghii, coarne, copite).

Enzime

Proteine funcționale cu rol de biocatalizatori, care determină sensul, viteza și succesiunea reacțiilor chimice fără a se consuma în cursul acestora; activitatea lor este dependentă de temperatură și $pH$.

Enzime metabolice vs. Enzime digestive

Clasificare a enzimelor după locul de acțiune: enzimele metabolice acționează în interiorul celulelor, iar enzimele digestive (ex. amilaza, lipaza) acționează în afara celulelor.

Hormoni (proteine mesager)

Substanțe chimice organice (în majoritate de natură proteică) secretate de glandele sau celulele endocrine în sânge, care ajung la celulele-țintă și le influențează activitatea prin legarea de receptori specifici din membrana celulară.

Insulină

Hormon proteic care reglează glicemia prin scăderea concentrației de glucoză din sânge, facilitând pătrunderea acesteia în celule prin deschiderea canalelor formate din proteine transmembranare.

Hemoglobină

Heteroproteină cu rol de transport formată din globină (parte proteică) și hem (parte neproteică ce conține un atom de fier, $Fe$, care conferă culoarea roșie); transportă oxigenul ($O_2$) de la plămâni la celule și dioxidul de carbon ($CO_2$) de la celule la plămâni.

Anticorpi (imunoglobuline)

Proteine de apărare alcătuite din lanțuri scurte și lungi de aminoacizi, produse de globulele albe și organele imunitare, având rolul de a recunoaște, lega și neutraliza antigenii.

Antigeni

Particule străine care pătrund în organism (virusuri, bacterii, ciuperci, paraziți, toxine) și sunt neutralizate de sistemul imunitar.

Monozaharide

Glucide simple alcătuite din atomi de carbon, hidrogen și oxigen; se clasifică în pentoze cu 5 atomi de carbon (riboza din ARN, dezoxiriboza din ADN) și hexoze cu 6 atomi de carbon (glucoza, fructoza, galactoza).

Dizaharide

Glucide formate prin legarea a două molecule de monozaharide: maltoza (glucoză + glucoză), zaharoza (glucoză + fructoză) și lactoza (glucoză + galactoză).

Glicogen

Polizaharid complex care constituie forma principală de depozitare a glucozei în celulele animale.

Amidon

Polizaharid complex care reprezintă forma de depozitare a glucozei în celulele vegetale.

Chitină

Polizaharid cu rol structural întâlnit în peretele celular al ciupercilor (fungilor), în exoscheletul artropodelor (insecte, păianjeni, crustacee), în radula gasteropodelor și în ciocul cefalopodelor.

Proteoglicani

Complexe macromoleculare formate din glicozaminoglicani și proteine, prezente în matricea extracelulară a celulelor animale; captează și eliberează lent factori de creștere și transmit semnale la interiorul celulei.

Integrine

Proteine membranare prin intermediul cărora celulele animale aderă la matricea extracelulară, legând fibronectina (care este la rândul ei legată de colagen și proteoglicani).

Lamelă mijlocie

Structură a matricei celulei vegetale alcătuită din pectine, având rolul de a lega și consolida pereții celulari primari ai celulelor învecinate.

Plasmodesme

Canale transcelulare care străbat peretele celular vegetal, permițând transportul și comunicarea între celule.

Biofilm (matrice polimerică extracelulară)

Rețea de proteine și polizaharide sintetizată și eliberată la exterior de celulele fungice și bacteriene (glicocalix), implicată în comunicarea intercelulară, transportul substanțelor și semnalizarea prezenței antibioticelor.

Lipide

Substanțe organice insolubile în apă, dar solubile în solvenți organici (eter, alcool, cloroform), alcătuite din carbon, hidrogen și oxigen, putând conține uneori și azot, fosfor sau sulf.

Trigliceride

Lipide simple alcătuite dintr-o moleculă de glicerol și 3 molecule de acizi grași; descompunerea a $1\,g$ de lipide eliberează $9\,kcal$, spre deosebire de $4\,kcal$ eliberate de $1\,g$ de glucide sau proteine.

Acizi grași saturați

Acizi grași care conțin exclusiv legături simple covalente între atomii de carbon; se găsesc în stare solidă la temperatura camerei (unt, untură, grăsime din carne).

Acizi grași nesăturați

Acizi grași care prezintă una sau mai multe legături duble covalente între atomii de carbon; se găsesc de regulă în stare lichidă (uleiuri vegetale de măsline, floarea-soarelui, ulei de pește, nuci, semințe de in).

Acizi grași esențiali

Acizi grași (cum sunt Omega 3 și Omega 6) care nu pot fi sintetizați de organism și trebuie procurați exclusiv prin alimentație.

Ceruri

Lipide simple cu rol protector și impermeabil pentru apă; un exemplu este cerumenul din ureche, care reține praful și microbii.

Fosfolipide

Lipide complexe structurale alcătuite dintr-o grupare fosfat hidrofilă (atrage apa), o moleculă de glicerol și două lanțuri de acizi grași hidrofobi (resping apa).

Bistrat lipidic

Arhitectură membranară celulară în care fosfolipidele sunt dispuse în două straturi, cu grupările fosfat hidrofile orientate spre exteriorul și interiorul apos al celulei, iar lanțurile hidrofobe orientate spre interiorul membranei.

Glicolipide

Lipide complexe formate din lanțuri glucidice legate de fosfolipidele membranei celulare, implicate în alcătuirea matricei, semnalizare celulară, recunoaștere celulară și funcția de receptori hormonali.

Colesterol

Lipid derivat de tip steroid cu o structură formată din 4 inele; are rol structural prin stabilizarea fosfolipidelor și reducerea fluidității membranei, precum și rol funcțional ca precursor al hormonilor steroizi și al acizilor biliari.

Hormoni steroizi

Hormoni sintetizați din colesterol (hormoni sexuali: testosteron, estrogen, progesteron; hormoni suprarenali: glucocorticoizi precum cortizolul), care traversează membrana celulară și se leagă de receptori specifici intracelulari.

Acizi biliari

Compuși sintetizați din colesterol la nivelul ficatului, cu rol în emulsionarea grăsimilor (fracționarea picăturilor mari în picături mici), facilitând acțiunea digestivă a enzimei lipază.

Vitamine liposolubile

Vitaminele $A$, $D$, $E$ și $K$, solubile în grăsimi și insolubile în apă, care sunt absorbite din intestinul subțire în sânge cu ajutorul grăsimilor din alimentație.

ATP (Adenozintrifosfat)

Moleculă macroergică ce reprezintă depozitul energetic universal al tuturor celulelor, alcătuită din adenină (bază azotată), riboză (monozaharid) și trei grupări fosfat.

Legătură macroergică

Legătură chimică covalentă (notată cu $\sim$) între grupările fosfat ale moleculei de ATP, capabilă să înmagazineze și să elibereze cantități mari de energie.

Nucleotidă

Unitatea structurală de bază a acizilor nucleici, alcătuită dintr-o bază azotată (purinică sau pirimidinică), un zahăr monozaharid (pentoză) și o grupare fosfat.

Baze azotate purinice

Baze azotate prezente atât în ADN cât și în ARN, reprezentate de adenină ($A$) și guanină ($G$).

Baze azotate pirimidinice

Baze azotate din acizii nucleici: citozina ($C$ - prezentă în ADN și ARN), timina ($T$ - prezentă exclusiv în ADN) și uracilul ($U$ - prezent exclusiv în ARN).

ADN (Acid dezoxiribonucleic)

Acid nucleic macromolecular bicatenar format din două lanțuri polinucleotidice spiralate în jurul unui ax comun (dublu helix), conținând dezoxiriboză și bazele azotate $A$, $G$, $C$ și $T$.

ARN (Acid ribonucleic)

Acid nucleic monocatenar alcătuit dintr-un singur lanț polinucleotidic, care conține ca monozaharid riboza, iar ca baze azotate adenina, guanina, citozina și uracilul.