Biokémia: az élő anyagok kémiája Az élő anyagok élettelen molekulákból állnak. Mi különbözteti meg az élőlényeket az élettelen tárgyaktól? A kémiai anyagok hihetetlen komplexitása és szervezettsége Sejt: több ezernyi anyag, bonyolult szerkezet Kő, homok, tengervíz: általában viszonylag egyszerű anyagok halmaza 2. Az élő szervezetek környezetükből veszik fel, alakítják át és használják fel az energiát, amely rendszerint táplálékok, vagy napenergia formájában áll rendelkezésükre.

1. A kémiai anyagok komplexitása és szervezettsége az élő sejtben 3. Az élő szervezetek képesek precíz önreprodukcióra. 1. A kémiai anyagok komplexitása és szervezettsége az élő sejtben Minden makromolekula néhány egyszerű elemből épül fel (C, H, N, O). C speciális kötési tulajdonságai. b. Monomer molekulák: szerves vegyületek, Mw<500 (aminosavak, monoszacharidok, nukleotidok). c. Makromolekulák: fehérjék, poliszacharidok, nuklein savak

Szénvegyületek forrása Energiaforrásaink Fototróf: fotoszintetizáló élőlények, szerves vegyületeket állítanak elő napenergia segítségével (a fényenergiát kémiai energiává alakítják át). (Fotolitotróf, fotoorganotróf) Kemotróf: nem képes a fényenergiát megkötni, energiát a felvett – első sorban – szerves anyagok oxidációja révén állít elő. (Hemolitotróf, hemoorganotrof). Szénvegyületek forrása Autotróf: CO2 felhasználásával szintetizálni tudja a szükséges szénvegyületeket. Heterotróf: a szükséges szénvegyületeket készen vagy viszonylag előkészített formában veszik fel.

Szokásos táplálék összetétel: - szénhidrát: 45-50% - zsír: 35-40% - fehérje: 10-15%

Kontrakció Szállítás Bioszintézis Napfény energia Kémiai energia Fotoszintézis

A szén körforgása a bioszférában

Nitrogénmegkötés Az autotróf élőlények a légkörből, vagy a talaj nitrátjáből kötik meg. A heterotróf élőlények már készen kapják aminosav, vagy azok bomlástermékeinek képében.

Az “sejt gépei” az enzimek papír + O2 füst + hamu + hő + CO2 + H2O A kémiai reakciók mindig a szabadenergia csökkenés irányába mennek végbe. Miért nem alakul át minden anyag a számára legalacsonyabb energiájú, legstabilabb állapotába? Válasz: aktivációs energiagát

Az enzimek ezt az aktivációs energiagátat csökkentik.

Enzimtulajdonságok Csak termodinamikailag lehetséges reakciót katalizálnak Mivel „csak” az aktivációs energiát csökkentik: Biokatalizátorok

Kapcsolt reakciók DG értéke negatív (exergonikus reakció): spontán, energiabevitel nélkül végbemegy DG értéke pozitív (endergonikus reakció): nem megy végbe spontán Végbemehet, ha egy exergonikus reakcióval összekapcsoljuk és az eredő szabadenergiaváltozás negatív.