βιοχημεία βιομορίων ερωτήσεις ανάπτυξεις θεωρίας

ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ ΑΝΆΠΤΥΞΗΣ:

Τι είναι το ισοηλεκτρικό σημείο μίας πρωτεΐνης?

Είναι το pH στο οποίο το συνολικό φορτίο της πρωτεΐνης είναι μηδενικό.                                Σε pH = pI η πρωτεΐνη έχει τη μικρότερη διαλυτότητα

Ποια είναι η διαφορά των συστημάτων ενεργούς μεταφοράς έναντι των συστημάτων παθητικής μεταφοράς? 

Ενεργός μεταφορά είναι η διαδικασία με την οποία οι πρωτεϊνικοί μεταφορείς που είναι ενσωματωμένοι στη μεμβράνη είναι ικανοί να χρησιμοποιήσουν μία πηγή ενέργειας για να μετακινήσουν το μόριο ενάντια στη βαθμίδωση της συγκέντρωσής του (πραγματοποιείται με τις μεμβρανικές πρωτεΐνες αντλίες που, χρησιμοποιούν ενέργεια για να ωθήσουν τη θερμοδυναμικά μη επιτρεπτή μεταφορά )

Αντιθέτως, στη παθητική μεταφορά (διευκολυνόμενη διάχυση) η ενέργεια που ωθεί τη μετακίνηση των ιόντων προέρχεται από τη βαθμίδωση της συγκέντρωσης των ίδιων των ιόντων χωρίς τη συμμετοχή του συστήματος μεταφοράς (δηλαδή η διάχυση διαμέσου της μεμβράνης διευκολύνεται από τον δίαυλο).

Περιγράψτε και εξηγήστε τι θα συμβεί στο μήκος και την ακορεστότητα των λιπαρών οξέων λιπιδίων της μεμβράνης κατά τη μεταφορά βακτηρίων από τους 37οC στους 25οC?

Με τη μείωση της θερμοκρασίας θα μειωθεί το μήκος της αλυσίδας και θα αυξηθεί η ακορεστότητας των λιπαρών οξέων

Με ποιες δυνάμεις συγκροτείται η δευτεροταγής δομή των πρωτεϊνών?

Όλες οι ομάδες C-O και N-H του πεπτιδικού κορμού μίας πρωτεΐνης συγκροτούνται με δυνάμεις του δεσμού υδρογόνου

Περιγράψτε τις βασικότερες ιδιότητες των βιολογικών μεμβρανών

1.    Οι βιολογικές μεμβράνες αποτελούν τα φυσικά όρια των κυττάρων.

2.    Είναι φραγμοί με μεγάλη επιλεκτική διαπερατότητα και όχι αδιαπέραστοι τοίχοι.

3.    Είναι δυναμικές δομές λιπιδίων . Έχουν περιγράφει σαν δισδιάστατα υγρά που αποτελούνται από δύο επιφάνειες που περιέχουν κυρίως λιπιδικά μόρια.

4.    Παρόμοιες μεμβράνες περιβάλλουν και τα κυτταρικά οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων.

5.    Οι μεμβράνες εκτός από τα φυσικά όρια επιτελούν και άλλες λειτουργίες, όπως η μεταγωγή σημάτων.

6.    Ομοιάζουν με λεπτό φύλλο πάχους δύο μορίων, 40-100 Å

7.    Περιέχουν και πρωτεΐνες σε κ.β . αναλογία από 1:4 έως 4:1

8.    Περιέχουν και υδατάνθρακες συνδεδεμένους με λιπίδια ή πρωτεΐνες.

9.    Οι πρωτεΐνες τους είναι βυθισμένες στη διπλοστιβάδα των λιπιδίων.

10. Οι μεμβράνες είναι μη ομοιοπολικά συγκροτήματα.

11. Είναι ασύμμετρες.

12. Είναι ρευστές δομές. Ταχύτατη διάχυση λιπιδίων και πρωτεϊνών.

13. Είναι ηλεκτρικά πολωμένες, με το εσωτερικό αρνητικότερο: 60 mV

Γιατί μια μικρή πεπτιδική αλυσίδα που περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα του ενεργού κέντρου πιθανότατα δεν είναι σε θέση να καταλύσει μία αντίδραση?

Λόγω της περιορισμένης αναδίπλωσής της, η οποία δεν επιτρέπει στα καταλυτικά κατάλοιπα να προσδεθούν σωστά (καθώς δεν απαιτούνται μόνο τα απαραίτητα αμινοξέα για να είναι το ενεργό κέντρο λειτουργικό)

Περιγράψτε συνοπτικά τα στάδια μεταγωγής σήματος μέσω επταλικοειδών υποδοχέων (GPCRs) και τους τρόπους τερματισμού του σήματος

Εξηγήστε τον τρόπο με τον οποίο η δομή του διαύλου του καλίου παίζει ρόλο στην ειδική μεταφορά ιόντων καλίου έναντι ιόντων νατρίου

Το φίλτρο επιλογής φέρει την αλληλουχία Thr Val Gly Tyr Gly σε εκτεταμένη διαμόρφωση με τις καρβονυλικές ομάδες να στρέφονται προς το εσωτερικό του πόρου. Είναι 100 φορές πιο διαπερατοί από Κ+ απ’ ότι Na+. Το ενεργειακό κόστος της αφυδάτωσης του ιόντος καλίου αντισταθμίζεται από ευνοϊκές αλληλεπιδράσεις του ιόντος με το φίλτρο επιλογής. Το ιόν νατρίου είναι αρκετά μικρό για να αλληλεπιδράσει ευνοϊκά με το φίλτρο επιλογής. Η ελεύθερη ενέργεια που απαιτείται για την αφυδάτωσή του δεν μπορεί να αντισταθμιστεί από το περιβάλλον του διαύλου κι έτσι η πιθανότητα να διέλθουν διαμέσου του διαύλου καλίου είναι μικρή. Απωστικές δυνάμεις μεταξύ των ιόντων καλίου μετακινούν τα ιόντα κατά μήκος του φίλτρου επιλογής σε διαδοχικές θέσεις παρόμοιας συγγένειας για το κάλιο.

Πότε ενισχύεται το σήμα κατά τις πορείες μεταγωγής σήματος?

Η ενίσχυση σήματος γίνεται μεταξύ των σταδίων υποδοχή σήματος και μεταγωγή σήματος.

Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του πεπτιδικού δεσμού?

Ο πεπτιδικός δεσμός αναπτύσσεται μεταξύ δύο διαδοχικών αμινοξέων που ενώνονται μεταξύ τους. Προκύπτει από την αντίδραση συμπύκνωσης και σχηματίζεται από το αμινοτελικό προς το καρβοξυλικό άκρο. Η δημιουργία ενός τέτοιου δεσμού κάθε φορά συνεπάγεται την αποβολή ενός μορίου νερού. Ο πεπτιδικός δεσμός ανήκει στην κατηγορία των ομοιοπολικών δεσμών. Ακόμη, το μήκος του δεσμού αυτού είναι μικρότερο του θεωρητικού απλού δεσμού

μεταξύ C-N. Ο σχηματισμός του πεπτιδικού δεσμού δεν ευνοείται θερμοδυναμικά. Η αντίδραση των Α + Β απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας που το κύτταρο την αντλεί υπό τη μορφή του ΑΤΡ

Γιατί δεν χαλάει ο πεπτιδικός δεσμός αυθόρμητα;

Διότι η αντίδραση των Γ + Δ απαιτεί σημαντική ενέργεια για να προχωρήσει (ενέργεια ενεργοποίησης), η οποία στις συνθήκες λειτουργίας των βιολογικών οργανισμών δεν είναι διαθέσιμη. Κινητική σταθερότητα

Περιγράψτε 3 λειτουργικούς ρόλους των υδατανθράκων

1.    Μόρια αποθήκευσης ενέργειας

2.    Δομικά συστατικά κυττάρων

3.    Κυτταρική σηματοδότηση και επικοινωνία

4.    Αυξάνουν την ποικιλομορφία των πρωτεϊνών και των λιπιδίων

Εξηγείστε τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζουν τη λειτουργία της αιμοσφαιρίνης το CO2 και τα H+

Το CO2 επηρεάζει αλλοστερικά την συγγένεια του οξυγόνου ,με την πρωτεΐνη ,ενώ παράλληλα διευκολύνει την απελευθέρωση του οξυγόνου, μέσω της σταθεροποίησης της δεοξυαιμοσφαιρίνης. Σε ότι αφορά τα κατιόντα υδρογόνου, σε υψηλή συγκέντρωση (δλμ με χαμηλό PH) , η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει οξυγόνο αποδοτικότερα.