Makromoleküle

• hydrophile Carbonylgruppe

• hydrophobe Kohlenstoffkette

Anzahl der Protonen eines Elements

ungesättigte Fettsäuren :)

• haben 1 Doppelbindung

• sind chemisch reaktiver

• niedrigerer Schmelzpunkt —> flüssiger

Ölsäure ~ cis9Octadecensäure

—> C18H34O2

Palmitoleinsäure ~ cis9Hexadecensäure

—> C16H30O2

Pro C-Atom haben fette und Öle ungefähr doppelt so viel verbrennungsenergie als Kohlenhydrate

—> Heizöl

Glycerin / Glycerol

Yes

gegen eine Phosphat Verbindung

(Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylcholin)

yes

• NH2

  
  

  
  

von oben nach unten:

• Cholin: positiv geladen, wasserlöslich

• Phosphat: negativ geladen, wasserlöslich

• Glycerin

• Kohelwasserstoffkette: wasserabweisend

• Membrandoppelschicht —> Bilayer

• Wasser lagert sich oberhalb und unterhalb der Doppelschicht an, da dort die hydrophilen Köpfe sind

• Hydrophobe Kräfte im Inneren

• formen sich zu Vesikel

• energetisch vorteilhaft

• daraus können zellen und organllen entstehen

Falsch

sie können sich bewegen, da die biologischen Membranen eine “zweidimensionale” zähe Flüssigkeit darstellen

Lipide wechseln selten zwischen Ober- und Unterseite der Doppelschicht

1. durch ungesättigte Fettsäuregruppen (sind flüssiger durch Doppelbindung)

2. Sterine (Cholesterol),

   die in die Lipiddoppelmembran eingebaut werden

• Isoprenoide

• keine fette!!

z.B. Cholesterin (v.a. tierische Zellen)

Stigmasterin (v.a. pflanzliche Zellen)

Ergosterin (v.a. Pilz-Zellen)

• kleine, unpolare Moleküle

  —>O2, CO2, N2

• kleine, ungeladene polare Moleküle

  —> H20, Glycerol

• große, ungeladene polare Moleküle (schwer)

  —> Glucose, sucrose

• Ionen (gar nicht)

Polymere (Abfolge) von Aminosäuren

mindestens eine Aminogruppen und eine Carboxylgruppe

Zahl der Protonen im Kern

bestimmt hauptsächlich Eigenschaften des Atoms

Gleiche Volumina verschiedener idealer Gase bei gleicher Temperatur und gleichem Druck enthalten die gleiche Anzahl an Teilchen!

—> Avogadro- Konstante gibt an wie viele Teilchen in einem Mol enthalten sind

—> 1Mol = 6,022•10^23 Teilchen

m=Masse (g)

M=Molare Maße (g/mol)

n=Stoffmenge (mol)

—>n=m/M

gleiche Atome mit unterschiedlichen Massenzahlen, also verschiedene Neutronenanzahl

z.B. Hydrogenium: H (1Proton, 1Neutron)

Deuterium: H (1Proton, 2Neutronen)

Tritium: (1Proton, 3Neutronen)

Wasserstoffbrücken halten Wassermoleküle zusammen —> Kohäsion

—> Grund für Abperlen von Wassertropfen auf hydrophoben Oberflächen

—> Prinzip des Wasserläufers

COOH

Carbonsäuren (Namensendung -säure)

20

(21. und 22. Aminosäure nicht weit verbreitet)

sie können in Abhängigkeit vom pH sowohl positiv als auch negativ geladen sein

• nach den Eigenschaften der “R”-Gruppe (Restgruppe)

• hinsichtlich der Löslichkeit

  1. nicht polare R-gruppen —> 8 AS (geringe Wasserlöslichkeit/ hydrophob)

  2. polare, ungeladene R-gruppen —> 7 AS (wasserlöslichkeit / hydrophil)

  3. polare, positive R-gruppen (basisch) —> 3 AS (hydrophil, mit Aminogruppe, NH2 Endung)

     z.B. Lysin, Arginin, Hystidin

  4. polare, negative R-Gruppen (sauer) —> 2 AS (hydrophil, mit Carbonylgruppe, OH Endung)

     z.B. Glutaminsäure, Asparaginsäure

hydrophyile AS

durch Peptidbindungen werden aus AS Proteine und Peptide synthetisiert

c = n/V

c= mol/L

100-500 kJ/mol

-Kovalente Bindung

-Ionenbindung

-Metallbindung

weniger als 100kJ/mol

-koordinative Bindungen, z.B. Komplexbindung, Nebenvalenzbindung

-Wasserstoffbrückenbindung

-zwischenmolekulare Wechselwirkung z.B. Van-der-Waals-Kräfte

Schwache Wechselwirkungen zwischen 2 unpolaren Molekülen auf kurzer Distanz

—> Gecko an Glaswand

Elektronenübertragung zwischen Metall-Atom und Nichtmetall-Atom

Starke Bindung

—> Bindung von Salzen

Extreme polare Form der Kovalenten Bindung

Proteine, Peptide werden durch Peptidbindungen aus Aminosäuren synthetisiert

• Abspaltung von wasser

  (—>Kondensationsreaktion)

• Bindung zwischen Carboxyl- (-COOH) und Aminogruppe (-NH2)

• Elektronen können zwischen O-Atom und N-Atom hin und her springen —> Mesomerie (mesomere Grenzformen)

• planar —> eine Ebene —> Starr —> unbeweglich

Die reihenfolge der AS (Aminosäurensequenz)

die räumliche Struktur eines lokalen Bereichs (a-Helix, ß-Faltblatt)

Schwerlösliche Salze zerfallen in Wasser zu Anionen, Kationen, die eine Hydrathülle bekommen (Hülle aus Wassermolekülen)

räumliche Struktur einer Untereinheit

Ca 2+

(1/3 der meeresgebundenen Calciumcarbonatproduktion von Kalkalgen)

durch H-brücken zwischen einer Aminogruppe und der Carbonylgruppe vier Bindungen weiter

durch zwei Peptidketten, die parallel zueinander angordent sind

zwischen der Aminogruppe der einen und der Carbonylgruppe der anderen Kette bilden sich H-Brücken aus

aus 11 ß Faltblättern und einer a-Helix

Blaulicht

Grünlicht

Peptidhormon, das den Blutzuckerspiegel regelt

• verbindung zweier S - Atome

• zwischen A und B Kette von Insulin

• Zwischen Cystein gruppen können kovalente Bindungen entstehen, die wichtig sind für die Stabilität der proteinstruktur

-Meistens Hexamer (3 Dimere), das durch Zink Ionen (zentral) stabilisert wird

-Aber aktive Form des Insulin als Monomer

Falsch

Diabetes entsteht durch Mangel an Insulin

DNA —> mRNA : Transkription

mRNA —> Protein : Translation

DNA:Doppelstrang

mRNA:Einzelstrang

Basen aus 5 und 6 Ringen

Adenin, Guanin

Basen als 6 Ringe: Cytosin, Uracil, Thymin

• 3 Phospatgruppen —> Nukleotid

• Pentose (Ribose o. Desoxyribose)

• Base

Desoxyribose: H- Rest am 2.C

—>DNA stabiler als RNA

Ribose: OH-Rest am 2.C

Ribose: OH am 2.C oben

Desoxyribose: OH am 2. C unten

1.Position (rechts am Pentose-Ring)

Uracil

Thymin

DNA entsteht durch Polymerisierung von Desoxyribose-Nukleotiden

• Abspaltung 2er Phosphatgruppen (Pyrophosphat)

  —> ATP (zur Synthese benötigte Energie) wird unter Hydrolyse frei

• Synthese läuft immer vom 5. zum 3. C

  —>bei Verlängern des DNA-Strangs muss immer an 3. C geknüpft werden

  (—>Transkription von 3 zu 5)

Uracil in der RNA

Wasserstoffbrücken

A-T —> 2

G-C —> 3

—> G-C Verbindungen sind stabiler

—> mehr Energie benötigt bei Trennung

verknüpft die Desoxy-Nukleosidtriphosphate, die komplementär zum gegenüberliegendem Strang sind —>fertige DNA

—> Abspaltung 2 er Phosphatgruppen

Manche mit “Proof-Reading”-Funktion

• tRNA geht über mRNA

• 3 Basen bilden 1 Aminosäure —> Protein

• Startcodon: AUG (mRNA)

• Stoppcodon: UAG/UAA/UGA (mRNA)

Ausgleich des Konzentrationsgefälles durch Teilchenbewegung (Brown’sche Molekularbewegung) umgerichtet, zufällig und passiv

Abhängig von Temperatur und Größe des Moleküls

Strömungsbewegungen für Langstreckentransport

—> Blutkreislauf

Passive Diffusion von Wasser

Wasser diffundiert von Ort hoher Konzentration zu Ort niedriger Komzentration (Konzentrationsausgleich)

—> Osmotischer Druck

Lösung mit gleichem osmotischen Wert (Teilchenkonzentration) wie die Zelle

—> kein Einfluss

Lösung mit höherem osmotischen Wert als die Zelle

—> Wasser strömt aus —>Zelle schrumpft

Plasmolyse

Lösung mit niedrigerem osmotischen Wert als die Zelle

—>Wasser strömt ein —> Zelle platzt

Deplasmolyse

Pflanzenzellen nehmen Ionen auf und synthetisieren osmotisch aktive Moleküle

Es entsteht osmotischer Druck, der Zellwand dehnt

1. Topoisomerase entwindet das DNA-Molekül

2. Heilkase trennt die beiden antipolaren Stränge der Doppelhelix

3. proteingruppwn stabilisieren die Einzelstränge

4. DNA-Polymeras synthetisiert von 5´ —> 3´ Richtung

1. Bei der PCR werden beide DNA Stränge mit einer hohen temperatur voneinander getrennt

2. ein Primer bindet spezifisch an einer Position auf der DNA

3. Eine DNA - Polymerase synthetisiert den komplementären DNA-strang

entlang des Mutterstrangs in 3´—> 5´Richtung

5´—> 3´Richtung

• gekoppelt

• im Cytoplasma

• direkte Übersetzung in ein Protein

Gleichgewichtskonstante, da schwache Säuren in Lösung nicht vollständig dissoziieren

Ks = (c(H3O+)•c(A-))/(c(HA))

• getrennt

• Transkription im Zellkern

• dann export der mRNA in Cytoplasma für die Translation

5´Ende —> D loop —> Anticodon —> Anticodon loop —> T loop —> 3´

In Petunien wird Blumenfarbe durch den pH in der Vakuole bestimmt

Apoplast: 4- 6,3

Vakuole: 5,5- 6

Golgiapparat: 6- 6,8

Zellkern: 7,2

Plastiden: 7,2

Endoplasmatisches Retikulum: 7,1 - 7,7

Cytoplasma: 7,3 - 8

Miochondrium: 8,1

Peroxisome: 8,4

• D-Glukose (1. OH rechts und dann links)

• L-Glukose (1. OH links und dann rechts)

—>

• Glucose

• Fructose

Verknüpfung vieler Monosaccharide

• Stärke

• Glycogen

• es wird nicht genug Energie ans Blut gegeben

• —> fehlende ATP-Synthese, Schwäche

-OH

Alkohole

(Namensendung -ol) z.B. Ethanol

das 1.

-CHO

Aldehyde

(-al) z.B. Acetaldehyde

-CO

Ketone

(-on) z.B. Aceton

Falsch

C5 und C6 Zucker liegen überwiegend als Ring vor

wenn die OH gruppe unten ist am 1. C Atom

—> Ausgangssubstanz für Stärke und Glykogen

wenn OH Gruppe oben ist am 1. C Atom

—> Ausgangssubstanz für Cellulose

• Fünfring (Furan-Ring)

• 2. C Atom bindet mit OH Gruppe vom 5-C Atom

wenn die OH Gruppe am 2. C Atom unten ist

wenn die OH Gruppe am 2. C Atom oben ist

Saccharose (Sucrose), Kristallzucker

Laktose, Milchzucker

Wasser wird frei

—> Disaccharid 1,4 Bindung

In Form von Glukose Polymeren

—> Stärke

• Amylopektin, Amylose bei Pflanzen

• Glykogen bei Tierischen Zellen

Cellulose entsteht durch ß 1,4 Bindungen zwischen beta-D-Glukopyranose Molekülen

• intramolekulare Wasserstoffbrücken (OH)

—>cellulose also schwer in lösung zu bringen

erschweren das Lösen

eine Reaktion bei der ein Proton von einer Säure auf eine Base übertragen wird

mit einer N-Glyckosidischen Bindung

Reduzierung von CO2 zu C2H4

Maximal reduzierter Zustand: höchste freie Energie

—>Partialladung am C-Atom so negativ wie möglich

—> C2H4

Maximal oxidierter Zustand: niedrigste freie Energie

—>Partialladung am C so positiv wie möglich

—>CO2

Optische Isomere

D-Glukose—> 3/4 OH-Bindungen auf rechter Seite

L-Glukose—> 1/4 OH-Bindungen auf linker Seite

In Natur normal nur D-Glukose

Moleküle mit derselben Formel, aber gespiegelt

z.B. D-Glukose, L-Glukose

Moleküle mit derselben Form, aber unterschiedlicher räumlicher Anordnung

-COOH

Carboxylsäuren

Endung mit -säure z.B. Essigsäure

Zucker, Kohlenhydrate

Hydrolyse

ein Wassermolekül wird gebunden

In tierischen Zellen wird a-D-Glukopyranose um das Protein Glykogenin herum synthetisiert

—>Glykogen (Energiespeicher)

Stärkekörner werden in Plastiden gebildet

aus N-Acetylglucosamine-Einheiten

(ähnlich Cellulose Aufbau)

Stearinsäure ~ Octadecansäure

—> C18H36O2

Palmitinsäure ~ Hexadecansäure

—>C16H32O2

Versteifung durch starke Basen

Fette

Entstehen zusammen mit Wasser aus der Veresterung dreier Fettsäuren mit Glycerin

Alle Membranen aus Lipiden aufgebaut

Aber unterschiedliche Zusammensetung

—> Chloroplasten v.a. Glycolipide

z.B. unter Hitze

Proteinbindungen (SH-Bindungen) werden aufgelöst (denaturiert) und es kommt zum Crosslinking, Knüpfen von Disulfidbrücken (SS- statt SH-Bindungen)

—>Protein kann seine biologische Form nicht mehr erfüllen

-Membrantransport

-Kontrolle von Wachstum, Entwicklung —> Insulin, Hormone (&Bildung)

-Transport —> Hämoglobin

-Speicher —> Ferritin

-Strukturproteine —> Keratin, Kollagen

-Sensoren —> Geruchssensoren

-Schutz —> Immunsystem

-Muskelkontraktion —> Actin, Myosin

-enzymatische Katalyse —> Amylase

-NH2

Amine

Endung mit -amin u.B. Methylamin

Kann der Mensch nicht selber synthetisieren, muss durch Nahrung aufgenommen werden

—> Valin, Methionin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin, Lysin

Kleine Proteine

Peptid: weniger als 100 Aminosäuren

Protein: mehr als 100 Aminosäuren

Neuronale Vorgänge sichtbar machen

Phloemtransport sichtbar machen

Extraktion von DNA aus Zellen:

-Zerstörung der Plasmamembran der Zellen

—> Lyse durch z.B. Waschmittel

-Proteinstrukturen werden durch Protease und RNA durch RNAase aufgelöst

-durch Ethanol Zugabe extrahiert man die DNA vom Rest

—> DNA-Stränge

RNA-basierte Moleküle mit enzymatischer Aktivität

manche können RNA-Moleküle spalten

1. DNA ist stabiler als RNA

2. Proteine sind vielfältigere, effizientere Enzyme als RNAs

Nukleotide

Bei den meisten zellulären Prozessen wird ATP zu ADP und Pi (PO4) hydrolisiert (unter Abspaltung von Wasser)

—> -30,5 kJ/mol

DNA in Form eines freien zirkulären Chromosoms und in kleineren zirkulären Plasmiden

DNA in mehreren Chromosomen im Zellkern

Großteil des menschlichen Genoms besteht aus ihnen

DNA-Abschnitte die nicht für ein Protein kodieren

z.B. SINEs, LINEs

räumliche Struktur des gesamten Proteinkomplexes mit allen Untereinheiten