Hogyan magyaráznátok el egyszerűen az alábbi fogalmakat? (kémia, biokémia)

Sajnos ilyen könyvet nemigen tudok ajánlani. Egy van, ami nem biokémiával, hanem fehérjebiológiával foglalkozik, annak is egy szűk ágával, a stesszfehérjékkel. De nagyon olvasmányos, laikusoknak íródott. Sajnos kb 9-10 éve adták ki, így nem biztos, hogy könnyű beszerezni. Csermely Péter: Stresszfehérjék. [link]

Na nézzük a következő szót: terminális oxidáció.

Ez egy olyan fogalom, amit én is sokáig nem értettem igazán (persze meg lehet tanulni a nélkül is, de megérteni nehéz volt), ezért megpróbálom összerakni mindazt, ami számomra kézzelfoghatóvá tette a dolgot.

Először is, azt tudod, hogy az ember oxigént lélegzik be, és széndioxidot lélegzik ki. Honnan kerül a szén az oxigénre, hiszen az oxigénből csak úgy nem lesz széndioxid, valamit el kell égetnie. Az a szén a kajából kerül oda, azaz az a sokminden amit megeszünk, mind tartalmaz szénatomokat. Ugye a cukrokat úgy is hívják hogy szénhidrát, a nevében is benne van a szén.

Viszont ugye nem eszünk állandóan, de folyamatosan lélegzünk. Vagyis a kaját a szervezet valahogy beosztja, mert a légzés annyira esszenciális, hogy pár percig lehet csak felfüggeszteni. Miért kell folyamatosan lélegezni? Hogy fenntartsuk a terminális oxidációt. Vagyis aki megfullad, az lényegében abba hal bele, hogy megszűnik a terminális oxidációja.

De mi történik a kajával, amit megeszünk?

A glükóz bontását szokták tanítani, aminek három része van: glikolízis, citrátkör (citromsav ciklus) és terminális oxidáció.

Ha megnézed, akkor a glikolízisben nagyon sok lépésen keresztül alig történik energiatermelés, sőt mi több, eleinte energia befektetés történik. A glikolízis lényege, hogy a megevett cukrot egy általánosan használható univerzális anyaggá alakítsa, amit acetil csoportnak (esetleg úgy tanultátok, hogy acetil-koenzim-A) hívnak, de lehet hogy ti piroszőlősavig avagy piruvátig tanuljátok, de abból acetil csoport lesz. Most egy pillanatra álljunk meg annál, hogy erre mi szükség van.

Tegyük fel, hogy nagyon különböző méretű és súlyú vasdarabokat kellene szállítanod újrahasznosításra. Van köztük hosszú vékony és könnyű rúd, de van köztük páncélszekrény is. A hosszú rúddal az a baj, hogy lelóg a kocsiról, ezért egy nagyon hosszú platós teherautót kéne venni hozzá, a páncélszekrényt meg egyszerűen nem tudod felrakni, csak daruval. Ráadásul a hosszú rúdhoz hosszú olvasztókemence kell, a páncélszekrényhez meg magas de nagy ajtós. Szóval két dolgot tehetsz: vagy veszel egy hosszú autót és egy hosszú kemencét, plusz egy darus autót és egy nagy kemencét, de az ugye nagyon drága és bonyolult. Vagy veszel egy autót és egy kemencét, meg egy fűrészt, amivel szépen mindent méretre tudsz darabolni. Ugyan a fűrészelés az egy energia befektetés, de megspórolod azt, hogy külön autó és kemence kelljen mindenféle hulladékhoz. Nevezzük a fűrészelés eredményét fémforgácsnak, azaz minden hulladékból előbb fémforgácsot csinálsz, és azt elszállítod a kemencéhez.

Na az acetil csoport a „fémforgács”, a zsírtól kezdve a cukorig mindenből lehet csinálni. Erre volt tehát jó a glikolízis, amellett, hogy azért valamennyi energiát termelt. A fémforgácsot utána beküldöd a citrátkörbe.

A citrátkör semmi mást nem csinál, mint hogy az acetil csoport két szénatomjának a kötési energiáját átalakítja egy másfajta energiává. Olyan, mint amikor szélenergiából vagy atomenergiából elektromos energiát gyártasz. Például ha van egy villanykörtéd meg egy kis uránod, akkor nem tudsz világítani, de ha az uránt Pakson berakod az erőműbe, akkor termel neked áramot és máris ég a villany.

A citrátkör se csinál mást, elég bonyolultan oldja meg, de lényegében az acetil csoport két szénatomját ráragasztja egy négy szénatomos molekulára, majd egyesével levagdossa a szeneket, és az így felszabaduló energiával hidrogéneket kényszerít egy NAD nevű molekulára. Ez a NAD semmi másra nem jó, mint hidrogént vinni a sejten belül. Amikor épp viszi a hidrogént, akkor NADH-nak hívják. Igazából a glikolízisnél és keletkezik egy kevés belőle, de sokkal több itt a citromsav ciklusban. Meg keletkezik FADH is, ami ugyanarra jó, csak egy kicsit más. Figyelem! Itt csaltunk, hiszen széndioxid képződött, de honnan jött az oxigén? Erre visszatérünk.

Ekkor jön a terminális oxidáció.

Az oxigén egy elég komoly méreg a sejtre, ezért nagyon kell vigyázni, hogy hol mit csinál, és mivel. Vagyis nagyon kell fogni a kezét, hogy nehogy nekiálljon midjuk a DNS-t rongálni. Ezért itt, a mitokondriumban ez egy igen veszélyes üzem. Az oxigénről és a hidrogénről azt tudjuk, hogy szeretnek vízzé egyesülni. Ezért az eddig keletkezett NADH-k idejönnek, és felkínálják az oxigénnek a hidrogént. Vagyis a terminális oxidációban nem történik más, mint hogy az oxigén-hidrogén reakciót nagyon óvatosan, lépésről-lépésre játszatják le. Az oxigén elektronjai szépen egy elektron vezető rendszeren mennek keresztül, miközben a hidrogént óvatosan odaküldik. Az elektron vezető rendszer pedig protont pumpál az egyik oldalról a másik oldalra a membránban, ozmotikus nyomás alakul ki (protonok ozmotiuks nyomását pH különbségnek is hívják). A protonok vissza akarnak menni a helyükre, ezt ugye megbeszéltük már, de közben meghajtanak egy malomkereket, ami ATP-t gyárt.

A terminális oxidációkor tehát a NADH és FADH által szállított hidrogén egyesül a légzési oxigénnel, víz és energia keletkezik, az energiából ATP lesz.

Már csak az kell, hogy a légzési oxigén rájusson a szenekre. Ez tulajdonképpen már megtörtént, hiszen a széndioxidok nem itt keletkeztek, viszont az itt keletkező vízből fogja aztán a szervezet visszaszerezni az ott elhasznált oxigént, azaz lényegében az itt képződött víz egy része végül nem víz lesz, hanem az oxigénjét a széndioxid képzésre fordítja.

Az utolsó a tropomiozin.

A harántcsíkolt izom két fő fehérjéje az aktin és a miozin. Az aktin nem tesz mást, mint hogy egy nagyon hosszú láncot alkot, amibe a miozin bele tud akadni. A miozin pedig lényegében egy kampó, ami ha beleakad az aktinba, akkor bólintani tud, és ezzel elkúszik az aktinlánchoz képest. Vagy az aktinláncot maga alá rántja, nézőpont kérdése.

A troponin és a tropomiozin (ezek ketten alkotnak egy egységet) egy szigetelés az aktin és a miozin között, vagy ha úgy vesszük egy kapcsoló. Mindaddig, míg az izomösszehúzódásra (azaz az aktin és a miozin találkozására, valamint a miozin „bólintására”) nincs szükség, a troponin-tropomiozin komplex szigeteli el a két másikat egymástól. Ez olyan, mintha mondjuk volna egy elemlámpád, aminek elromlott a kapcsolója. Hogy tudod kikapcsolni? Az elem és az izzó közé bedugsz egy kis műanyag lapot. Ez a lap a troponin-tropomiozin komplex.

Az izom úgy működik, hogy az idegről megjön a jel, mire kálcium szabadul fel a sejten belül (Ca2+ ionok). Ez a kálcium segít a tropomiozinnak leválni az aktinról, és engedni a miozin bekötését, ezzel az izom összehúzódását. Mindez egy pillanat alatt történik.

Ha valami nem érthető, akkor írd meg. További jó tanulást!

Hűű ez nagyon jó el van magyarázva, egyetemista vagyok, de ha minden órát így adnának elő, akkor talán jobban értenénk..

Köszönöm szépen én is

Magánban kaptam az alábbi kérdéseket, de itt válaszolom meg őket, mert hátha számot tart közérdeklődésre.

“Honnan ered a riboszóma szó? Hol termelődnek a riboszómák? Mennyi található belőlük a sejtplazmában? Mi a szerepük a szabad/kötött riboszómáknak?”

A riboszóma nevében a ribo arra utal, hogy RNS, azaz RIBOnukleinsav van benne. A szóma testet jelent görögül. Vagyis egy RNS tartalmú test.

A riboszómák az RNS-en kívül fehérjét tartalmaznak, így az az érdekes helyzet, hogy a riboszómák (legalábbis a fehérje felük) másik riboszómákon termelődnek. Ez egy afféle tyúk-tojás probléma, ne próbáljuk most megfejteni, hogy vajon hogy jött létre az első riboszóma. Az RNS felük ugyanúgy, ahogy minden RNS, a sejtmagban a DNS-ről másolódik. Több különálló RNS és még több fehérje alkotja az egészet. Az RNS komponensek kijutnak a sajtmagból, és a sejtplazmában találkozva a fehérje komponensekkel összeállnak először kis és nagy alegységgé, majd a transzláció inicializációjakor teljes riboszómává.

Mondjuk a számukat igazán megkereshetted volna te is, de kikerestem neked. Amit én találtam az az, hogy a sejt fajtájától függően nagyságrendileg a 7000-70000 közti tartományban van a számuk sejtenként:

[link]

A középpsikolai tankönyvek a tudtommal a 20-30 ezres számot szokták írni, mert ennyi volt az első publikált érték, és az elmúlt 50 évben senki nem írta át a számokat.

Ha a kérdés a szabad (membránhoz nem kötött) riboszómákra vonatkozik, akkor nem tudom a választ, de szerintem a kötöttek is a plazmában vannak, csak kötve.

Mind a szabad, mind a kötött riboszómának ugyanaz a feladata: fehérjeszintézis. Valójában minden riboszóma szabad formában kezdi. Az a riboszóma, ami az endoplazmatikus retikulum számára termel fehérjét (ezek leginkább azok a fehérjék, amiket a sejt exportra szán, meg amik pl a sejtmembránba mennek), azok később hozzákötődnek az ER-hez, a belső használatra termelő riboszómák pedig szabadon maradnak. De honnan tudja a riboszóma, hogy most mit termel?

A válasz az, hogy sehonnan. Valójában maga az ER-be szánt fehérje az, ami tudja, hogy hova megy: a fehérje elején van egy rövid szakasz (szignál), ami ezt a “kódot” hordozza. Ahogy a készülő fehérje aminosavai sorban megjelennek a riboszóma “kivezető nyílásán”, a többi fehérje (transzportfehérje) észreveszi a szignált, megragadja, és a készülő fehérjét egyből elkezdik betuszkolni az ER-be.

Ezt képzeld el úgy, mint egy vak nagymamát, aki sálat köt. (A nagymamák vakon is tudnak sált kötni.) Nem tudja, hogy épp milyen színű a fonál, ami nála van. De amint elkészül egy kicsi darab sál, Piroska azonnal meglátja, hogy a sál bizony piros, és megragadja a sál végét, ezáltal magához láncolva a nagymamát is. Piroska csak a piros sálak iránt érdeklődik, azokat viszont annyira szereti, hogy egyet se enged ki a keze közül. A nagymama csak akkor szabadul, ha befejezte a sálat. Ugyanez történik a riboszómákkal is: amint kijön a szignál, az ER transzportfehérjéi megragadják és az ER-hez húzzák (és ott is tartják) a készülő fehérjét és ezáltal a riboszómát, de csak amíg az új fehérje el nem készül.

Mozgatás-sejtközpont,

Mármint minek a mozgatása? A sejtközpont amúgy az osztódásban vesz részt, a sejt mozgásában olyasmik játszanak szerepet, hogy ostor, csilló, álláb - melyiknek mi van.

lipidszintézis-SER - igen

fotoszintézis-kloroplasztisz - igen

öröklődés-sejtmag - igen

anyagtranszport-tRNS - NEM.

Mármint értem a logikádat, a tRNS visz valamit, de ennyi erővel minden lehet anyagtarnszport, a NADH p hidrogént visz, mégse mondjuk, hogy anyagtranszport.

Az anyagtranszport itt azt jelenti, hogy mi az a cucc, ami sokféle anyag szállításáért felel, ez ugye egy részt a membrán (az egész sejt felszínén mindenhol zajlik transzport), illetve az endo- és exoszómák, és hát a Golgi. Most hogy a tanár fejében ezek közül melyik van, az már más kérdés.

méregtelenítés-lizoszóma,

Talán, habár a lizoszóma nem kimondottan erre való. A lüktető űröcske erre való azoknál a sejteknél, akik rendelkeznek egyáltalán olyasmivel. A méregtelenítést amúgy nincs értelme mondjuk egy soksejtes élőlény esetében sejtszervecskéhez rendelni, mert a méreg az maga is egy anyag, amit ki kell transzportálni, vagyis az anyagtranszport rendszer szépen kiviszi a vérbe, a vér meg elviszi a veséhez. Azaz minden, ami mondjuk egy izomsejtből ki tudja vinni a szemetet, az méregtelenít.

sejt saját fehérjéjének szintézise-DER,

RIBOSZÓMA! Miről írtam az előzőekben? Mi az, hogy saját fehérje, amúgy? A DER-en képződik exportfehérje s meg membránfehérje is, ami kétségkívül a sejt sajátja. A szabad riboszómákon jellemzően intracelluláris, azaz saját fehérjék képződnek.

emésztés-lizoszóma - Igen.

raktározás-leukoplasztisz, - igen, de nem csak a növényi sejtek raktároznak, csak azt nem tanultátok valószínűleg.

ATP termelés-mitokondrium, - igen

sejthalál megvalósulása - hát itt megintcsak azt kell kitalálni, hogy mire gondol a tanár, mert a sejthalálban annak típusától is függően részt vesz egy halom sejtszervecske, leginkább is lizoszómák, mitokondrium, sejtplazma, mag. Olyan nincs, hogy a sejt úgy hal meg, hogy hirtelen felrobban benne a mitokondrium. Proteoszóma ismerős?