Wiązania chemiczne - Notatki - Kosmetologia, Notatki z Kosmetyka

Pobierz Wiązania chemiczne - Notatki - Kosmetologia i więcej Notatki w PDF z Kosmetyka tylko na Docsity! Wiązania chemiczne 1. Scharakteryzuj wiązania chemiczne- kowalencyjne Są to siły wiążące atomy w cząsteczce wskutek tworzenia przez nie wspólnych par elektronowych, wiązania bardzo silne 2. Jakie znasz rodzaje wiązań niekowalencyjnych- podaj krótką definicję Wiązanie elektrostatyczne (jonowe)- są to siły elektrostatyczne oddziałujące między przeciwnie naładowanymi grupami, odległość przy optymalnym przyciąganie 0,28nm Wiązanie wodorowe- powstaje między związanymi kowalencyjnie atomem wodoru, wykazującym pewien ładunek dodatni , a powiązanym kowalencyjnie atomem- akceptorem, który obdarzony jest ładunkiem ujemnym, mogą zachodzić między cząsteczkami naładowanymi (np. NH3+, COO-) lub cząsteczkami obdarzonymi mniejszym ładunkiem, np. atomy wodoru grupy iminowej (N- H)przyciągane są przez ujemnie naładowane atomy tlenu grupy ketonowej (C=O) Oddziaływania van der Waalsa- niespecyficzna siła przyciągania pojawiająca się kiedy atomy zbliżają się na odległość 0,3-0,4 um, przy mniejszych odległościach siły van der Waalsa odpychają się, są słabsze od wiązań wodorowych 3. Omów budowę cząsteczki wody Cząsteczka wody, czyli tlenek wodoru, składa się z dwóch pierwiastków: wodoru i tlenu. Jest podstawą życia, rozpuszczalnik, w którym rozpuszczone są lub zawieszone substancje niezbędne dla życia komórki, cząsteczki wody to dipole, mające charakter polarny, ze względu na przesunięcie wspólnej pary elektronowej w stronę tlenu posiadającą wyższą elektroujemność, kąt między wiązaniami wynosi 106 stopni, długość wiązania to 0,99A, atomy wodoru połączone są z atomem tlenu wiązaniami kowalencyjnymirys 4. Scharakteryzuj określenia: cząsteczki o charakterze hydrofilowym i hydrofobowym Cząsteczki o charakterze hydrofilowym- cząsteczki polarne, czyli rozpuszczalne w wodzie, mają zdolność do tworzenia wiązań wodorowych, przyciągają cząsteczki wody Cząsteczki o charakterze hydrofobowym- cząsteczki apolarne, nierozpuszczalne w wodzie, odpychają od siebie cząsteczki wody, nie są zdolne do tworzenia wiązań wodorowych Węglowodany 1. Omówić glukozę- występowanie, budowa, właściwości D- glukoza- aldoheksoza, cukier gronowy, w stanie wolnym występuje w owocach, sokach, roślinnych, miodzie, składnik wielocukrów (skrobia), otrzymywana jest przez hydrolizę skrobi, u ssaków- najważniejszy cukier,, wszystkie węglowodany zawarte w pokarmie przekształcone są w glukozę, u roślin- powstaje w fotosyntezie, u zwierząt- niezbędne dla pracy ośrodkowego układu nerwowego, w zależności od tego, czy grupy OH przy atomach węgla 1 i 2 położone są p tej samej stronie, czy po przeciwnej rozróżniamy dwie annomeryczne odmiany D- glukozy- alfa i betarys 2. Jakie znasz dwucukry, podaj skład i występowanie Połączenie dwóch monosacharydów wiązaniem glikozydowym (C-O-C) Laktoza- galaktoza+ glukoza (beta-D- galaktoza+ alfa-D- glukoza) połączone wiązaniem beta-1,4-glikozydowym- występuje w mlekuMaltoza- glukoza+ glukoza (2 cząsteczki alfa-D-glukozy) połączone wiązaniem 1,4- alfa-glikozydowym- powstaje podczas hydrolizy skrobi, którą katalizuje enzym śliny amylaza, jest przejściowym produktem trawienia skrobi w jamie ustnej i w jelitach Sacharoza- glukoza+ fruktoza ( alfa-D-glukopiranoza+ beta-D- fruktofuranoza) połączone wiązaniem 1,2-glikozydowym- znajduje się w burakach cukrowych, trzcinie cukrowej i w wielu owocach 3. Co to jest sacharoza- budowa, występowanie Jest to dwucukier powstały z połączenia glukozy i fruktozy (alfa-D- glukopiranoza+ beta-D-fruktofuranoza) połączone wiązaniem 1,2- glikozydowym, występuje w trzcinie cukrowej, burakach cukrowych, sokach, owocach, nasionach, kwiatach, korzeniach roślinrys 4. Skrobia- budowa, funkcjaSkrobia, inaczej krochmal składa się z amylozy (cząsteczki glukozy złączone wiązaniami alfa1,4, nierozgałęzione, kilka tysięcy reszt glukozy) i amylopektyny (jest polimerem o łańcuchu rozgałęzionym przy szóstym atomie węgla, wiązania alfa 1,4- glikozydowe co 24-30 reszt glukozy i wiązania alfa 1,6-glikozydowe tworzące rozgałęzionia), znajduje się w nasionach i bulwach roślin, jest ich materiałem zapasowym, ogrzana skrobia pęcznieje, tworząc klej skrobiowy, ma zastosowanie w przemyśle włókienniczym, farmaceutycznym, kosmetycznym, papierniczym, stanowi podstawowy składnik pożywienia człowieka 5. Glikogen- budowa, funkcjaCząsteczki alfa-D-glukozy powiązane wiązaniami alfa (1,4) oraz wiązaniami alfa (1,6) w miejscach rozgałęzienia, bardziej rozgałęziony co 8-12 reszt glukozy, materiał zapasowy zwierząt, w wątrobie i mięśniach, wpływa na poziom glukozy we krwi, glikogen wątroby i mięśni jest źródłem glukozofosforanu dla glikolizy 6. Celuloza- budowa, funkcjaInaczej błonnik, podstawowy składnik ścian komórkowych, 1500-2500 i więcej cząsteczek glukozy powiązanych wiązaniami beta 1,4, u ssaków mięsożernych nietrafiona, ale pobudza perystaltykę jelit, jest cennym naturalnym surowcem chemicznym do produkcji, np. papieru, sztucznego jedwabiu, wyrobu klejów, lakierów 7. Podaj różnice w budowie i funkcji między: Celulozą a skrobią Odpowiedzialne są za niemal wszystkie funkcje życiowe, Rola: budulcowa, podporowa (wzmacniająca, np. kolagen), katalityczna (enzymy), transportowa, ruchowa (białka kurczliwe- aktyna i miozyna), regulatorowa (hormony białkowe, peptydowe), rola nerwowa (receptory w komórkach zmysłowych), rola odpornościowa 7. Omów strukturę I- rzędową białek Struktura I- rzędowa białka to liniowa sekwencja aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi, sekwencję tę wyznacza się na podstawie kolejności ułożenia zasad azotowych w genie kodującym dane białkory s8. Co to jest struktura II- rzędowa białek- podaj przykłady Struktura II- rzędowa to regularne pofałdowanie regionów łańcucha polipeptydowego, utrzymują wiązania wodorowe między grupami peptydowymi, wyróżnia się dwie struktury Alfa- helisa- powstaje regularna konformacja określana jako spirala, tlen karbonylowy każdego wiązania peptydowego jest połączony wiązaniem wodorowym z wodorem grupy aminowej czwartego z kolei aminokwasu, przy czym wiązanie wodorowe przebiega prawie równolegle do osi helisy, na jeden obrót alfa- helisy przypada 3,6 aminokwasów, wszystkie łańcuchy boczne aminokwasów znajdują się na zewnątrz cylindrycznej helisy Beta- harmonijka- wiązania wodorowe powstają między wiązaniami peptydowymi różnych łańcuchów polipeptydowych lub różnych części tego samego łańcucha polipeptydowego, płaskie wiązanie peptydowe sprawia, że łańcuch polipeptydowy przyjmuje postać pofałdowanej kartki z łańcuchami bocznymi aminokwasów znajdującymi się powyżej lub poniżej jej płaszczyzny, łańcuchy polipeptydowe sąsiadujące ze sobą w strukturze beta mogą być równoległe lub antyrównoległePrzykłady Alfa helisa- mioglobinaBeta- harmonijka- fibroina jedwabiu 9. Opisz strukturę alfa helisy białek Alfa- helisa- powstaje regularna konformacja określana jako spirala, tlen karbonylowy każdego wiązania peptydowego jest połączony wiązaniem wodorowym z wodorem grupy aminowej czwartego z kolei aminokwasu, przy czym wiązanie wodorowe przebiega prawie równolegle do osi helisy, na jeden obrót alfa- helisy przypada 3,6 aminokwasów, wszystkie łańcuchy boczne aminokwasów znajdują się na zewnątrz cylindrycznej helisyrys 10. Opisz strukturę beta harmonijki białek, podaj przykład występowania Beta- harmonijka- wiązania wodorowe powstają między wiązaniami peptydowymi różnych łańcuchów polipeptydowych lub różnych części tego samego łańcucha polipeptydowego, płaskie wiązanie peptydowe sprawia, że łańcuch polipeptydowy przyjmuje postać pofałdowanej kartki z łańcuchami bocznymi aminokwasów znajdującymi się powyżej lub poniżej jej płaszczyzny, łańcuchy polipeptydowe sąsiadujące ze sobą w strukturze beta mogą być równoległe lub antyrównoległerys 11. Co to jest struktura III- i IV- rzędowa białek Struktura III- rzędowa- przestrzenne ułożenie wszystkich aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym, łańcuch polipeptydowy fałduje się spontanicznie w ten sposób, że większość jego hydrofobowych łańcuchów bocznych zostaje skierowana do wnętrza powstającej struktury, a większość jego polarnych, obdarzonych ładunkiem łańcuchów bocznych znajduje się na jej powierzchni, struktura ta jest utrzymywana przez wiązania jonowe, wodorowe, van der Waalsa, kowalencyjne, dwusiarczkowe rys Struktura IV- rzędowa-występuje w przypadku białek zawierających więcej niż jeden łańcuch polipeptydowy, struktura ta dotyczy przestrzennego ułożenia polipeptydowych podjednostek i natury oddziaływań między nimi, tymi oddziaływaniami mogą być: wiązania kowalencyjne, joowe, wodorowe, van der Waalsarys 12. Omów na przykładzie hemoglobiny strukturę I, II, III i IV- rzędowąHemoglobina posiada 2 łańcuchy alfa ( zbudowane z 141 aminokwasów) i 2 łańcuchy beta (zbudowane z 146 aminokwasów), każdy łańcuch zawiera grupę hemową, Hb może przyjąć 4 cząsteczki tlenu, grupa hemowa jest połączona kowalencyjnie z białkiem 13. Scharakteryzuj alfa keratynę oraz proces ondulacji Alfa keratyna- (zrogowaciała warstwa naskórka, rogi, kopyta, włosy, paznokcie, wełna), zawiera 22% cysteiny, występują mostki disiarczkowe, wykonuje strukturę alfa heliakalną; struktura włosa- złożona, łańcuchy polipeptydowe połączone ze sobą wiązaniem disiarczkowym Ondulacja- rozerwanie mostków disiarczkowych, włosy stają się giętkie, poluzowane, redukujące środki np. merkaptany jak np. kwas tioglikolowy R-SH, układa się nową fryzurę i utrwala przez utlenianie (np. H2O2), powstają nowe mostki disiarczkowe 14. Scharakteryzuj kolagen Cała rodzina białek, tworzą mocne nierozpuszczalne włókna (włóknisty składnik skóry, kości, ścięgien, chrząstki, naczyń krwionośnych, zębów- składnik tkanki łącznej); twarda struktura kości i zębów- polimer kolagenu i fosforanu wapnia, w ścięgnach kolagen tworzy podobne do lin włókna o dużej wytrzymałości na rozciąganie, w skórze- tworzy luźno utkaną sieć włókien; 3 helisy zwinięte w wspólną spiralę połączone wiązaniami wodorowymi, 1/3 reszt aminokwasów i glicyna, duże ilości proliny i 4- hydroksyproliny 15. Scharakteryzuj elastynę Białko tkanki łącznej, odpowiedzialna za zdolność tkanki do rozciągania i powrotu do uprzedniego kształtu (płuca, tętnice, więzadła sprężyste, skóra), właściwości podobne do gumy, brak okresowości w budowie, 1/3 glicyny, alanina, walina i prolina 16. Omów budowę i funkcję mioglobiny Pojedynczy łańcuch polipeptydowy, 150 aminokwasów, reszty aminokwasów hydrofobowe wewnątrz cząsteczki, reszty polarne na powierzchni, grupa hemowa- wewnątrz cząsteczki, 80% stanowi struktura alfa helis, struktura III-rzędowaJest białkiem wiążącym tlen, magazynuje tlen w tkankach w postaci gotowej do użycia przez komórki, największe stężenie mioglobiny występuje w mięśniach szkieletowych i w sercu 17. Omów budowę i funkcje hemoglobiny 2 łańcuchy alfa- 144 aminokwasów, 2 łańcuchy beta- 146 aminokwasów, każda zawiera grupę hemową, Hb może przyjąć 4 cząsteczki tlenu, grupa hemowa połączona kowalencyjnie z białkiem, struktura IV-rzędowa, 80% stanowi struktura alfa- helisFunkcją hemoglobiny jest przenoszenie tlenu we krwi z płuc do innych tkanek ciała, w celu zaopatrzenia komórek w tlen, który jest im niezbędny do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnej dostarczonego pokarmu, Hb występuje we krwi w erytrocytach 18. Wyjaśnij zjawisko allosterii na przykładzie hemoglobiny Hemoglobina- białko allosteryczne, modyfikatory: tlen, wodór, dwutlenek węgla, 2,3-bifosfoglicerynian, przyłączenie tlenu do jednego łańcucha Hb indukuje zmiany konformacyjne i zwiększa się zdolność przyłączania tlenu przez pozostałe łańcuchy, wzrasta powinowactwo Hb do tlenu Enzymy 1. Co to jest enzym Biokatalizatory zwiększają szybkość reakcji chemicznej, same nie ulegając zmianie, są to białka proste lub złożone, enzymy są wysoce specyficzne względem substratów, na które działają i produktów, które tworzą, aktywność enzymatyczna może być regulowana, zmieniając się w zależności od stężenia substratów lub innych cząsteczek 2. Co to jest centrum aktywne enzymu Region enzymu, który wiąże substrat, tworzy kompleks enzym- substrat i przekształca go w produkt, utworzone przez reszty aminokwasów, przy łączeniu ze substratem działają liczne słabe siły (oddziaływania jonowe, wodorowe, van der Waalsa) 3. Jakie znasz klasy enzymów 1. oksydoreduktazy- przenoszą elektrony 2. transferazy- przenoszą grupy funkcyjne 3. hydrolazy- reakcje hydrolizy 4. liazy- rozszczepiają wiązania C-C, C-O, C-N i inne, często tworzą podwójne wiązania 5. izomerazy- przenoszą grupy w obrębie cząsteczki 6. ligazy- tworzą wiązania sprzężone z hydrolizą ATP 4. Opisz wpływ stężenia substratu, temperatury i pH na szybkość reakcji enzymatycznej Wpływ stężenia substratu- przy małych stężeniach podwojenie S powoduje podwojenie początkowej szybkości, przy większym stężeniu substratu olej z pestek winogron, alfa- linolenowy C18- witamina F; naturalne tłuszcze zawierają domieszki innych różnych substancji, są to witamina A i D, występują w maśle, szczególnie w dużych ilościach w tłuszczach ryb (tran), są składnikami błon, uczestniczą w modyfikacji białek, są materiałem energetycznym, pochodne kwasów tłuszczowych są hormonami i wtórnymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi 4. Na czym polega jełczenie tłuszczu i utwardzanie tłuszczu Jełczenie tłuszczu- pod wpływem tlenu następuje utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych- tlen przyłącza się do podwójnych wiązań- tworzą się nadtlenki, w tych miejscach łańcuchy przerywają się, tłuszcz uzyskuje nieprzyjemny zapach wywołany obecnością kwasów tłuszczowych, aldehydów, ketonów Utwardzanie tłuszczu- polega na uwodorowieniu wiązań podwójnych w kwasach nienasyconych, produktem jest np. Margaryna 5. Które lipidy są cząsteczkami amfipatycznymi- wyjaśnij dlaczego Cząsteczki amfipatyczne są to cząsteczki mające częściowo charakter hydrofobowy, a częściowo hydrofilowyLipidy będące cząsteczkami amfipatycznymi to: glicerofosfolipidy (2 grupy OH połączone są z kw. tłuszczowym- ma charakter hydrofobowy, poprzez grupę fosforanową łączą się estrowo związki organiczne: cholina, etanoloamina, inozytol, seryna- charakter hydrofilowy) sfingolipidy (grupa OH sfingozyny połączona jest kwasem ortofosforowym i choliną, kwas tłuszczowy połączony jest peptydowo z grupą aminową sfingozyny) 6. Kwasy tłuszczowe- omega-3 i omega-6 Tłuszcze Omega-3 są długołańcuchowymi, wielokrotnie nienasyconymi kwasami tłuszczowymi jak alfalinolenowe (ALA), eicosanoidonowe (EPA) czy arachidonowe (DHA). Nie są produkowane w naszych organizmach! Jedynymi żródłami liczącej się ilości Omegi 3, są: olej lniany tłoczony na zimno, oraz olej z tłustych ryb morskich (łosoś, tuńczyk, pstrąg tęczowy, śledź, makrela). Ponieważ omega jest transportowana przez tłuszcze, jej przyswajalność jest mała!!! Kwasy tłuszczowe omega-6 zwiększają utlenianie cholesterolu LDL, co w konsekwencji może prowadzić do odkładania utlenionego tłuszczu na ściankach tętnic prowadząc do ich stwardnienia, zwężenia światła naczyń krwionośnych, a w przyszłości chorób serca. Skutkiem działania hormonów tkankowych (eikozanoidów) wytwarzanych przez N6 jest także poliferacja komórek i rozrost komórek nerwowych szczególnie w okolicach gruczołu sutkowego, jelita grubego i prostaty. Błony biologiczne 1. Omów budowę i właściwości błon Błony tworzą granicę wokół komórek i wokół organelli, działają jako selektywnie przepuszczalne bariery umożliwiające zróżnicowanie wewnętrznego środowiska komórki lub organelli w stosunku do otoczenia, biorą udział w procesach sygnalizacyjnych, wszystkie błony zbudowane są z lipidów złożonych, białek i nieraz z cukrowcówLipidy błonowe (w błonach występują głównie: glicerofosfolipidy, sfingolipidy i steroidy), lipidy są cząsteczkami amfipatycznymi, zawierają zarówno regiony hydrofilowe (polarne grupy głowy), jak i hydrofobowe (łańcuchy kwasów tłuszczowych), w środowisku wodnym cząsteczki amfipatyczne układają się w taki sposób, aby uniemożliwić kontaktowanie się regionów hydrofobowych z cząsteczkami H2O, w błonach różne rodzaje lipidów rozdzielone są asymetrycznie, dwuwarstwowa struktura lipidowa utrzymywana jest przez różne niekowalencyjne interakcje: van der Waalsa między łańcuchami węglowodorowymi, jonowe i wodorowe między głowami oraz głowami a wodą, brak wiązań kowalencyjnych daje płynność błonie, lipidy mogą przemieszczać się bocznie lub ruchem obrotowym, model płynnomozaikowy (1972)- wspólny dla budowy błon biologicznych, gdzie w morzu lipidowym pływają białka (mogą się przemieszczać), błony zawierają też białka: integralne (ściśle związane z błoną,ustawione w poprzek błony, są amfipatyczne- hydrofobowe regiony przechodzą przez błonę i przyjmują konformację alfa- helis, po każdej strukturze alfa- helisy znajdują się skupiska aminokwasów polarnych, większość białek ma wiele alfa- helis transbłonowych, inne białka integralne nie przechodzą przez błony, są zakotwiczone w jednej monowarstwie, są kowalencyjnie połączone z łańcuchem wodorowym), peryferyczne (na powierzchni dwuwarstwy lipidowej, związane przez oddziaływanie niekowalencyjne); zewnątrzkomórkowa powierzchnia błony komórkowej jest często pokryta płaszczem cukrowców (glikolipidy, glikoproteiny)- nie ma ich w błonach subkomórkowych 2. Omów białka związane z błoną biologiczną Białka integralne- ściśle związanie z błoną i można je usunąć tylko za pomocą rozpuszczalników organicznych lub detergentów, ustawione w poprzek błony, są amfipatyczne- hydrofobowe regiony przechodzą przez błonę i przyjmują konformację alfa- helis, po każdej strukturze alfa- helisy znajdują się skupiska aminokwasów polarnych, większość białek ma wiele alfa- helis transbłonowych, inne białka integralne nie przechodzą przez błony, są zakotwiczone w jednej monowarstwie, są kowalencyjnie połączone z łańcuchem węglowodorowym, białka integralne są asymetrycznie rozmieszczone, przechodząc na obie strony dwuwarstwy Białka peryferyczne- na powierzchni dwuwarstwy lipidowej, związanie przez oddziaływanie niekowalencyjne, są mniej silnie związanie z błoną niż białka integralne i mogą być łatwo usunięte 3. Omów transport bierny małych cząsteczek przez błony Bierny transport cząsteczek poprzez błonę nie wymaga nakładu energii metabolicznej, szybkość transportu jest proporcjonalna do gradientu stężenia danej substancji w poprzek błony, cząsteczka przemieszcza się ze stężenia większego do mniejszego, istnieją dwa typy transportu biernego Dyfuzja prosta- mogą przechodzić tylko względnie małe, nie naładowane lub hydrofobowe cząsteczki (H2O, O2, CO2, inne gazy, mocznik i etanol), nie biorą udziału w niej białka błonowe, cząsteczki znajdujące się w wodnym roztworze po jednej stronie błony rozpuszczają się w dwuwarstwie lipidowej, przekraczają ją i następnie wchodzą do wodnego roztworu po drugiej stronie Dyfuzja ułatwiona- jest zależna od specyficznych integralnych białek błonowych, cząsteczka wiąże się z białkiem po jednej stronie błony, po czym białko ulega konformacji, transportuje cząsteczkę poprzez błonę i uwalnia ją po drugiej stronie, do cząsteczek transportowanych w ten sposób należą cząsteczki hydrofilowe: glukoza, inne cukry i aminokwasy, np. dyfuzja glukozy do erytrocytu 4. Omów transport aktywny substancji przez błony Aktywny transport przebiega wbrew gradientowi stężeń i wymaga nakładu energii metabolicznej, może ona być dostarczona dzięki bezpośredniemu sprzężeniu z hydrolizą ATP lub sprzężeniu z ruchem jonu w dół gradientu jego stężenia Aktywny transport napędzany przez ATP- energia potrzebna do przeniesienia cząsteczki lub jonu (Na+, K+, Ca2+ lub H+) poprzez błonę pochodzi ze sprzężonej z tym transportem hydrolizy ATP, np. transport Na + i K+ przez Na+/K+-ATPazę Aktywny transport napędzany jonami-ruch cząsteczki transportowanej jest sprzężony z ruchem jonu (Na+ lub H+), energia potrzebna do przemieszczania się cząsteczek poprzez błonę wbrew gradientowi ich stężenia pochodzi z przemieszczania jonów w dół gradientowi ich stężenia, jeżeli cząsteczka i jon są przemieszczane w tym samym kierunku, wtedy mówi się o symporcie, a jeśli cząsteczka i jon przemieszczają się w przeciwnych kierunkach, mówi się o antyporcie 5. Na czym polega fagocytoza Fagocytoza to pobieranie dużych cząstek (bakterii i resztek komórkowych). Dana cząstka zostaje związana na powierzchni fagocytującej komórki z receptorami błony komórkowej, która następnie otacza te cząstki i wchłania je przez powstawanie dużego pęcherzyka endocytotycznego- fagosomu 6. Na czym polega egzocytoza Egzocytoza jest wydzielaniem białek z komórki poprzez błonę komórkową do przestrzeni międzykomórkowej/ na zewnątrz komórki. Białka , które mają zostać wydzielone, są syntetyzowane na rybosomach związanych z szorstkim retikulum endoplazmatycznym, a następnie przenoszone są pęcherzykami transportującymi do Aparatu Golgiego, gdzie są sortowane i pakowane w pęcherzyki wydzielnicze i następnie kierowane do odpowiednich obszarów komórki 7. Na czym polega endocytoza kierowana receptorami