Biokemija - Uvod, Kemijski Sastav, Voda, Mineralne Soli i Aminokiseline

Stručne kartice za ponavljanje ključnih pojmova iz uvoda u biokemiju, funkcionalnih skupina, kemijskog sastava organizma, svojstava vode, uloge mineralnih soli te strukture i kemijskih svojstava aminokiselina i peptida.

Biokemija

Znanstvena disciplina nastala iz organske kemije koja proučava svojstva i reakcije spojeva prisutnih u živim organizmima, kemijski sastav stanice te biokemijske procese (metabolizam).

Metabolizam

Skup svih kemijskih reakcija koje se odvijaju u živom organizmu uz sudjelovanje enzima.

Enzimi (fermenti)

Tvari koje kataliziraju biokemijske procese u organizmu, a u čijem su sastavu i vitamini.

Hormoni

Tvari koje reguliraju kemijske procese u živom organizmu.

Hidroksilna skupina

Funkcionalna skupina formule $-OH$, prisutna u alkoholima i fenolima (kao što je hidroksibenzen / fenol).

Eterska skupina (oksa)

Funkcionalna skupina opće formule $R-O-R$, karakteristična za organske spojeve etere (primjer: dietil-eter).

Karbonilna skupina (keto)

Funkcionalna skupina u kojoj je ugljik dvostrukom vezom vezan za kisik ($R-C(=O)-R$), karakteristična za ketone (primjer: aceton odnosno propanon).

Aldehidna skupina

Funkcionalna skupina formule $-CHO$ ($-C(=O)H$), karakteristična za organske spojeve aldehide.

Karboksilna skupina

Funkcionalna skupina formule $-COOH$ ($-C(=O)OH$), karakteristična za karboksilne kiseline.

Biogeni elementi

Relativno malen broj kemijskih elemenata koji izgrađuju žive organizme, a dijele se prema ulozi na gradivne i katalitičke elemente.

Gradivni elementi

Biogeni elementi koji izgrađuju žive organizme i u njima su zastupljeni u većoj količini.

Katalitički elementi

Biogeni elementi zastupljeni u vrlo malim količinama koji u organizmu djeluju kao katalizatori.

Biogeni metali

Elementi metali koji sudjeluju u građi živih organizama: natrij ($Na$), kalcij ($Ca$), kalij ($K$), magnezij ($Mg$), željezo ($Fe$), bakar ($Cu$), kobalt ($Co$) i mangan ($Mn$).

Biogeni nemetali

Elementi nemetali koji sudjeluju u građi organizma: ugljik ($C$), vodik ($H$), klor ($Cl$), brom ($Br$), fluor ($F$), fosfor ($P$), sumpor ($S$), dušik ($N$) i jod ($I$).

Biogeni spojevi

Spojevi izgrađeni od biogenih elemenata; dijele se na anorganske (voda i mineralne soli) i organske (proteini, ugljikohidrati, masti, lipidi, enzimi, vitamini i hormoni).

Vodikova veza

Privlačna međumolekulska veza koja nastaje između molekula u kojima je vodikov atom vezan za atom velike relativne elektronegativnosti (kao što su kisik $O$, fluor $F$ ili dušik $N$).

Elektronegativnost

Relativna mjera sposobnosti atomske jezgre da privlači elektrone iz zajedničkoga elektronskog para.

Hidroliza

Kemijski proces razgradnje tvari (npr. ugljikohidrata, masti i proteina) pod utjecajem vode.

Difuzija

Fizikalni proces širenja čestica iz područja veće koncentracije u područje manje koncentracije.

Osmoza

Proces prolaska molekula otapala kroz polupropusnu membranu.

Kalcijev fosfat ($Ca_3(PO_4)_2$)

U vodi netopiva mineralna sol koja predstavlja glavni građevni materijal u kostima i zubima.

Lecitin

Složeni lipid u čijoj se strukturi nalazi ugrađen fosfor ($P$), a sastavne su mu komponente glicerol, masne kiseline i fosfatna skupina.

Osmotski tlak ($\Pi$)

Tlak razmjera koncentraciji i termodinamičkoj temperaturi otopine, određen umnoškom $\Pi = c \times R \times T$.

Van 't Hoffova jednadžba

Jednadžba za izračun osmotskoga tlaka otopina koja glasi $\Pi \times V = n \times R \times T$ odnosno $\Pi = c \times R \times T$.

Puferi (uloga mineralnih soli)

Uloga otopljenih mineralnih soli kojom sudjeluju u održavanju stalne vrijednosti $pH$ staničnih tekućina.

Kalijev ion ($K^+$)

Kation koji regulira osmotski tlak, sastojak je enzima, sudjeluje u metabolizmu šećera i sintezi proteina te zajedno s natrijem utječe na rad srca, mišićnu kontrakciju i propusnost staničnih membrana.

Aminokiselina

Organski spoj koji u svojoj strukturi sadrži karboksilnu skupinu ($-COOH$), amino skupinu ($-NH_2$), vodikov atom i specifični pobočni ogranak (radikal $R$) vezane za središnji ugljik.

Esencijalne aminokiseline

Aminokiseline koje organizam ne može samostalno sintetizirati pa se moraju unositi hranom, nužne za normalan rast te sintezu enzima i hormona.

Neesencijalne aminokiseline

Aminokiseline koje ljudsko tijelo može samostalno sintetizirati iz ugljikohidrata i masti.

Peptidna veza

Kovalentna kemijska veza nastala reakcijom kondenzacije između karboksilne skupine jedne aminokiseline i amino skupine druge aminokiseline uz izdvajanje molekule vode.

Dipeptid

Molekula nastala reakcijom spajanja dviju aminokiselina jednom peptidnom vezom uz izdvajanje jedne molekule vode (npr. alanil-glicin).

N-terminalni kraj

Početni dio peptidnog ili proteinskog lanca na kojemu se nalazi aminokiselina sa slobodnom amino skupinom ($-NH_2$).

C-terminalni kraj

Završni dio peptidnog ili proteinskog lanca na kojemu se nalazi aminokiselina sa slobodnom karboksilnom skupinom ($-COOH$).

Što je biokemija?

Znanstvena disciplina nastala iz organske kemije koja proučava svojstva i reakcije spojeva prisutnih u živim organizmima, kemijski sastav stanice te biokemijske procese (metabolizam).

Što je metabolizam?

Skup svih kemijskih reakcija koje se odvijaju u živom organizmu uz sudjelovanje enzima.

Što su enzimi (fermenti)?

Tvari koje kataliziraju biokemijske procese u organizmu, a u čijem su sastavu i vitamini.

Što su hormoni?

Tvari koje reguliraju kemijske procese u živom organizmu.

Što je hidroksilna skupina?

Funkcionalna skupina formule $-OH$, prisutna u alkoholima i fenolima (kao što je hidroksibenzen / fenol).

Što je eterska skupina (oksa)?

Funkcionalna skupina opće formule $R-O-R$, karakteristična za organske spojeve etere (primjer: dietil-eter).

Što je karbonilna skupina (keto)?

Funkcionalna skupina u kojoj je ugljik dvostrukom vezom vezan za kisik ($R-C(=O)-R$), karakteristična za ketone (primjer: aceton odnosno propanon).

Što je aldehidna skupina?

Funkcionalna skupina formule $-CHO$ ($-C(=O)H$), karakteristična za organske spojeve aldehide.

Što je karboksilna skupina?

Funkcionalna skupina formule $-COOH$ ($-C(=O)OH$), karakteristična za karboksilne kiseline.

Što su biogeni elementi?

Relativno malen broj kemijskih elemenata koji izgrađuju žive organizme, a dijele se prema ulozi na gradivne i katalitičke elemente.

Što su gradivni elementi?

Biogeni elementi koji izgrađuju žive organizme i u njima su zastupljeni u većoj količini.

Što su katalitički elementi?

Biogeni elementi zastupljeni u vrlo malim količinama koji u organizmu djeluju kao katalizatori.

Koji su biogeni metali?

Elementi metali koji sudjeluju u građi živih organizama: natrij ($Na$), kalcij ($Ca$), kalij ($K$), magnezij ($Mg$), željezo ($Fe$), bakar ($Cu$), kobalt ($Co$) i mangan ($Mn$).

Koji su biogeni nemetali?

Elementi nemetali koji sudjeluju u građi organizma: ugljik ($C$), vodik ($H$), klor ($Cl$), brom ($Br$), fluor ($F$), fosfor ($P$), sumpor ($S$), dušik ($N$) i jod ($I$).

Što su biogeni spojevi?

Spojevi izgrađeni od biogenih elemenata; dijele se na anorganske (voda i mineralne soli) i organske (proteini, ugljikohidrati, masti, lipidi, enzimi, vitamini i hormoni).

Što je vodikova veza?

Privlačna međumolekulska veza koja nastaje između molekula u kojima je vodikov atom vezan za atom velike relativne elektronegativnosti (kao što su kisik $O$, fluor $F$ ili dušik $N$).

Što je elektronegativnost?

Relativna mjera sposobnosti atomske jezgre da privlači elektrone iz zajedničkoga elektronskog para.

Što je hidroliza?

Kemijski proces razgradnje tvari (npr. ugljikohidrata, masti i proteina) pod utjecajem vode.

Što je difuzija?

Fizikalni proces širenja čestica iz područja veće koncentracije u područje manje koncentracije.

Što je osmoza?

Proces prolaska molekula otapala kroz polupropusnu membranu.

Što je kalcijev fosfat ($Ca<em>3(PO</em>4)_2$)?

U vodi netopiva mineralna sol koja predstavlja glavni građevni materijal u kostima i zubima.

Što je lecitin?

Složeni lipid u čijoj se strukturi nalazi ugrađen fosfor ($P$), a sastavne su mu komponente glicerol, masne kiseline i fosfatna skupina.

Što je osmotski tlak ($\Pi$)?

Tlak razmjeran koncentraciji i termodinamičkoj temperaturi otopine, određen umnoškom $\Pi = c \times R \times T$.

Kako glasi Van 't Hoffova jednadžba?

Jednadžba za izračun osmotskoga tlaka otopina koja glasi $\Pi \times V = n \times R \times T$ odnosno $\Pi = c \times R \times T$.

Koja je uloga mineralnih soli kao pufera?

Uloga otopljenih mineralnih soli kojom sudjeluju u održavanju stalne vrijednosti $pH$ staničnih tekućina.

Koja je uloga kalijeva iona ($K^+$) u organizmu?

Kation koji regulira osmotski tlak, sastojak je enzima, sudjeluje u metabolizmu šećera i sintezi proteina te zajedno s natrijem utječe na rad srca, mišićnu kontrakciju i propusnost staničnih membrana.

Što je aminokiselina?

Organski spoj koji u svojoj strukturi sadrži karboksilnu skupinu ($-COOH$), amino skupinu ($-NH_2$), vodikov atom i specifični pobočni ogranak (radikal $R$) vezane za središnji ugljik.

Što su esencijalne aminokiseline?

Aminokiseline koje organizam ne može samostalno sintetizirati pa se moraju unositi hranom, nužne za normalan rast te sintezu enzima i hormona.

Što su neesencijalne aminokiseline?

Aminokiseline koje ljudsko tijelo može samostalno sintetizirati iz ugljikohidrata i masti.

Što je peptidna veza?

Kovalentna kemijska veza nastala reakcijom kondenzacije između karboksilne skupine jedne aminokiseline i amino skupine druge aminokiseline uz izdvajanje molekule vode.

Što je dipeptid?

Molekula nastala reakcijom spajanja dviju aminokiselina jednom peptidnom vezom uz izdvajanje jedne molekule vode (npr. alanil-glicin).

Što je N-terminalni kraj?

Početni dio peptidnog ili proteinskog lanca na kojemu se nalazi aminokiselina sa slobodnom amino skupinom ($-NH_2$).

Što je C-terminalni kraj?

Završni dio peptidnog ili proteinskog lanca na kojemu se nalazi aminokiselina sa slobodnom karboksilnom skupinom ($-COOH$).