EGZAMIN BIOCHEMIA Odpowiedzi.doc

1.Wyjaśnić pojęcia: metabolizm, katabolizm, anabolizm, fosforylacja oksydacyjna, fosforylacja substratowa

METABOLIZM-jest całokształt reakcji biochemicznych zachodzących w komórkach związany z przepływem: materii, energii i informacji genetycznej, zapewniający organizmowi wzrost, ruch, rozmnażanie, wrażliwość.

ANABOLIZM-obejmuje reakcje syntezy związkow organicznych ze związków prostych. Reakcje te wymagają dostarczenia energii w wyniku czego w produktach gromadzi się więcej energii niż jest zawarte w substratach. Do reakcji anabolitycznych zalicza się biosyntezę białek, cukrów i tłuszczów.

KATABOLIZM-(dysymilacja, rozkład) obejmuje reakcje rozkładu związkow organicznych na produkty proste. Wyzwolona z tych związkow energia kumulowana jest w ATP.

FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA– jest szlakiem metabolicznym, w którego wyniku energia uwalniana podczas utleniania zredukowanych nukleotydów przekształcana jest w energię ATP. Organizmy żywe wykorzystują wiele różnych związków organicznych, jednak aby wytworzyć z nich energię przydatną metabolicznie, cząsteczki ATP, w większości przeprowadzają fosforylację oksydacyjną. Szlak ten jest dominujący ze względu na wysoką efektywność w porównaniu do alternatywnych sposobów syntezy ATP, czyli fermentacji.

FOSFOLYRACJA SUBSTRATOWA- reakcja chemiczna, która ma miejsce, gdy reszta fosforanowa zostanie przeniesiona ze związku ufosforylowanego – substratu – bezpośrednio na ADP przez enzymy, najczęściej z grupy kinaz. Ten sposób wytwarzania ATP nie wymaga udziału tlenu i zachodzi np. w glikolizie oraz cyklu Krebsa. Ten sposób wytwarzania ATP jest ewolucyjnie najstarszy, jednak ilość związków, które mogą wejść w reakcję fosforylacji substratowej jest ograniczona. Fosforylacja ta pozwala, np. mięśniom szkieletowym funkcjonować sprawnie podczas dużego wysiłku fizycznego przy niedostatecznym dopływie tlenu.

2.ciepło - bilans cieplny organizmu, jego znaczenie

Ciepło Q w fizyce to jeden z dwóch sposobów obok pracy przekazywania energii układowi termodynamicznemu:

-polega na przekazywaniu energii  chaotycznego ruchu cząsteczek w zderzeniach cząstek.

Bilans cieplny jest to zestawienie ilości energii cieplnej pobieranej i traconej przez organizm w tym samym czasie. Wyrażony w (J) lub cal.

Wpływ ciepła na organizm:

Natężenia bodźca,  możliwości termoregulacji organizmu, czasu działanie bodźca, zmiany natężenia bodźca w czasie, powierzchni ciala na które działa bodziec cieplny.

3.Biologiczna rola wody w organizmie

-Jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych  i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu każdego organizmu oraz związków uczestniczących w przebiegu reakcji metabolitycznych

-uczestniczy w regulacji hydrolizy, temperatury, ciśnienia osmotycznego,pH

-stanowi srodek transportu wewnątrz ustrojowego

Zawartosc wody w organizmie 70-80%

4.biopierwiastki i ich rola w procesach biochemicznych: sód, potas, fosfor, wapń, żelazo, miedz, cynk, selen, mangan, magnez, molibden, chrom, nikiel, kobalt, bor – antagoniści, synergiści

SÓD-  składnik płynów ustrojowych i tkanek miękkich; wystepuje w osoczu krwi, płynach pozakomórkowych, w mięśniach, w kościach;  utzrymywanie właściwego pH i równowagi osmotycznej; składnik pompy jonowej; uczestniczy w syntezie bialek oraz w procesach mineralizacji; jest niezbędny w procesach absorpcji aminokwasów i cukrów w jelicie cienkim; reguluje poziom potasu w komórkach. Jest antagonistą potasu

POTAS- jest niezbędny do prawidłowej pracy serca; utzrymuje ciśnienie osmotyczne; zmniejsza kurczliwość miesni; jest dobrze przyswajalny przez organizm; zwieksza przepuszczalność blon komórkowych; reguluje stopień przechodzenia glicyny i lizyny do komórek, jak również zmniejszenie się poziomu aminokwasów w surowicy. Jest antagonista wapnia oraz sodu.

WAPŃ- podstawowy element budowy szkieletu; prawidłowy rozwój układu kostnego; udział w przepuszczalności błon; gospodarka elektrolitowa; uszczelnia błony biologiczne; wpływa na regulacje pracy serca; bierze  udział w krzepnięciu krwi; przewodnictwo nerwowo-mięsniowe; przekazywanie impulsów nerwowych; stymuluje prace serca; aktywność niektórych enzymów; bierze udział w procesach enzymatycznych; reakcje odpornościowe

FOSFOR- wystepuje w każdej komórce organizmu, lecz ok 80% fosforu wystepuje w połączeniu z Ca w kościach; odgrywa role w magazynowaniu i transporcie energii kiedy wystepuje w postaci estrów fosforanowych; stosunek Ca do fosforu w diecie ma wpływ na wchłanianie i wydalanie tych pierwiastków; uczestniczy w równowadze kwasowo zasadowej; współtworzy fosfolipidy, które słuza jako budulec mózgu i komórek nerwowych; uczestniczy w syntezie kwasów nukleinowych(DNA i RNA)

MAGNEZ- wchłaniany u człowieka zasadniczo w jelitach; jest źle przyswajalny; ważna rola w procesie skurczu mięsni; bierze udział w krzepnięciu krwi; utrzymuje normalny rytm serca; wywiera działanie uspokajające;wpływa na metabolizm  Na, K i Ca; potrzebny do syntezy białek; zapobiega stresowi, bólom i zawrotom głowy; bierze udział w syntezie znacznej ilości enzymów

CYNK- składnik różnych enzymów, bierze udział w metabolizmie bialek i węglowodanow oraz przypuszczalnie tłuszczy; odgrywa istotną role w funkcjonowaniu układu rozrodczego, zwłaszcza u mężczyzn oraz działa odtruwająco; przyswajanie go przez organizm jest bardzo różne w zaleznosci od jakości pożywienia oraz interakcji zachodzących miedzy cynkiem a innymi pierwiastkami; niezbędny do syntezy białek; składnik enzymow trawiennych; wspomaga działanie układu odpornościowego; Ca i Mg działa ograniczająco na wchłanianie tego metalu. Przyspiesza gojenie ran, ubytkow skóry, poprwiasprawnośc umysłowa; ochrania plamkę zółtą przed różnymi zwyrodnieniami. antagonista kadmu, miedzi  i ołowiu

ŻELAZO- wchodzi w skład wielu enzymów oraz związków metaloproteinowych, biorących udział w procesach oksydacyjno-redukujących; stanowi podstawe hemoglobiny ,mioglobiny oraz wielu enzymowżelazopranfirynowych, związanych z oddychaniem wewnątrz komórkowym; część Fe jest bezpośrednio wykorzystywana przez komórki ukł. Enteroblastycznego do produkcji hemoglobiny; surowiczym białkiem nośnikowym jest TRANSFERYNA; Fe zmagazynowane w organizmie pozostaje w dynamicznej równowadze z tym które znajduje się w surowicy; Fe zapasowe może tez wystepowac w połączeniu z hemosyderyna, która jednak w przeciwieństwie do ferrytyny cechuje się mała zdolnoscia do oddawania pierwiastków do tkanek i mała rozpuszczalnoscia; Fe przechodzi przez nabłonek jelitowy jako dwuwartościowe i utlenia się do trójwartościowego; w komórkach nabłonka jelitowego łączy się z białkiem zwanym apoferryną tworząc ferryna; żelazo przechodząc z kom nabłonka do krwi łączy się z rtansferyna. Antagonistyczne działanie wykazują Cd, Mn, Pb, Zn

MANGAN- udział w procesach fizjologicznych jako aktywator enzymow regulujących metabolizm glukozy i innych węglowodanow, lipidów; wypiera Mg z połączen w układach enzymatycznych ale przeciwnie do wapnia i fosforu nie blokuje tych enzymów ale pobudza, od Mn zależy aktywność plciowa, barwnik włosów

MIEDŹ- aktywując enzym niezbędny do budowy erytrocytów; prawidłowe funkcjonowanie układu krwiotwórczego; składnik i aktywator enzymow; w komórkach zwierzęcych koncentruje się głównie w mitochondriach

SELEN- Jest on konieczny do prawidłowego funkcjonowania układów enzymatycznych. Najważniejszą jego funkcją jest tworzenie silnego antyutleniacza, enzymu zwanego peroksydazą glutationową. Chroni on czerwone krwinki i błony komórkowe przed szkodliwym wpływem wolnych rodników. Ważny jest także dla funkcjonowania układu odpornościowego oraz tarczycy. Wraz z innymi przeciwutleniaczami chroni serce przed działaniem wolnych rodników, pomaga w walce z depresją, przemęczeniem i nadmierną nerwowością, zapobiega powstawaniu zmian nowotworowych w różnych narządach i tkankach.

MOLIBDEN-

CHROM-jest obecny w centrach aktywnych wielu enzymów i jest niezbędnym do życia mikroelementem. Ułatwia przenikanie glukozy z krwi do komórek. Zmniejsza zapotrzebowanie na insulinę. Współdziała z tym hormonem w syntezie białek. Zmniejsza ryzyko zawału serca i rozwoju miażdżycy, ponieważ obniża stężenie całkowitego cholesterolu i jego frakcji LDL (tzw. zły cholesterol), a zwiększa ilość HDL (tzw. dobry cholesterol).

NIKIEL-

KOBALT-  jest jednym z mikroelementów i jest obecny w centrach reaktywności kilku enzymów. Zapotrzebowanie dobowe na ten pierwiastek jest jednak bardzo małe – 0,05 ppm. Wchodzi również w skład kobalaminy (witaminy B12). Jest konieczny dla roślin motylkowych żyjących w symbiozie z bakteriami brodawkowymi. Niedobór u ludzi i zwierząt: Zaburzenia procesu krzepnięcia krwi. Niedobór u roślin: Zahamowanie procesu wiązania azotu przez rośliny motylkowe.

BOR- jest niezbędny dla roślin i zwierząt. U roślin odpowiada za transport związków organicznych w łyku (głównie cukrów), wpływa na prawidłowy wzrost łagiewki pyłkowej (jego brak powoduje zahamowanie jej wzrostu), wpływa na wytworzenie elementów płciowych u roślin. Jest pierwiastkiem, który bardzo trudno przemieszcza się w roślinie. Jego niedobór może powodować zgorzel liści sercowych i suchą zgniliznę korzeni buraka.Bor ma również wpływ na organizm człowieka, przede wszystkim na jego kościec. Przypuszcza się, iż jest niezbędny do prawidłowej gospodarki wapniowej organizmu. Razem z wapniem, magnezem i witaminą D reguluje metabolizm, wzrost, rozwój tkanki kostnej.

5.biochemia wapnia regulacja przemiany wapnia w organizmie

Biochemia wapnia:  u swin w jelicie cienkim, u przeżuwaczy  w zwaczu ; uwalnianie jonów wapnia. Wymaga kwaśnego środowiska – sok żołądkowy; żołądek opróznia się w wolniejszym tempie, wchłanie jest niedostateczne; kwas szczawiowy; witamina D3; zmniejsza się wraz z wiekiem;

Głównymi regulatorami są:

Parathormon- wydzielany przez przytarczycę

Kalcytonina- wydzielana przez komórki tarczycy

Hormon będący pochodna witaminy D3 powstajacy w nerkach i określany jako kalcytriol

6. Fosfor – fityniany – fitazy – zwierzęta poli- i mono-gastryczne.

odgrywa dużą rolę w magazynowaniu i transporcie energii, kiedy jest w postaci estrów fosforanowych; stosunek wapnia do fosforu 1:1;jeśli jeden z tych pierwiastków jest w nadmiarze to wzrasta wydalania jednego z nich; uczestniczy w równowadze kwasowo-zasadowej; współtworzy fosfolipidy-budulec mózgu i komórek nerwowych; u świń : stosunek ok.1:3:1; U przeżuwaczy 2:1

Fosforany : budują kwasy nukleinowe, wchodzą w skład koenzymów;Obniżenie wchłaniania: nadmiar wapnia , cynku , żelaza; fityniany ; szczawiany; brak fitazy

Kwas fitynowy:-60-90% ilości całkowitego fosforu pasz roślinnych; wysoki potenjałchelatujący ;tworzą trudno rozpuszczalne kompleksy

Rodzaje fitazy:  natywna- paszowa ; endogenna- jelitowa ; egzogenna – mikrobiologiczna

-stany osłabienia; ucieczka wapnia z kości; nieregularny oddech; zmęczenie

Źródła fosforu:  pestki dyni , fasola , groch , ziemniaki

7. Magnez - tężyczka pastwiskowa

Mg w osoczu:33% związków z białkami; 67  %: 7% - związki nieorganiczne    60% - związki zjonizowane; wchłanianie w jelicie cienkim; słabo przyswajalny; wchłanianiu sprzyja środowisko zakwaszone, Wit.D , B6; wydzielanie magnezu-> insulina , parahormon; źródło : czekolada, kasza , orzechy , morele

Hamowanie wchłaniania :środowisko zasadowe; tłuszcze nasycone  , kwasy tłuszczowe; włókna pokarmowe; kwas szczawiowy; kwas fitynowy; alkohol

Rola magnezu: antagonista Ca; w procesie skurczu mięśni; wywiera działanie uspokajające; stymuluje mechanizmy obronne; utrzymuje normalny rytm serca; zapobiega stresom i zawrotom głowy; chroni naczynia włosowate mięśni przed uszkodzeniem; potrzebny do syntezy białek; odgrywa kluczową rolę w przemianach energetycznych Niedobór magnezu e krwi jest głównym powodem tężyczki pastwiskowej

Tężyczka pastwiskowa - choroba zwierząt występująca w wyniku zaburzeń przemiany  materii, która obniża zawartość poziomu magnezu w krwi. Przyczyną tej choroby jest niedostateczna ilość magnezu zawartego w paszy podawanej zwierzętom. Może również wynikać ze złej propocji składników paszy (zawiera za dużo potasu lub białka). Rozwój choroby następuje najczęściej po upływie kilku do kilkunastu dni po zimowym ociepleniu, gdy zwierzęta są wypasana na łąkach wcześniej mocno nawożone azotem lub potasem na młodoej, dopiero co wyrośniętej trawie.Choroba nie leczona może być powodem zejścia zwierząt.

8.Metabolizm żelaza: -absorpcja Fe w przewodzie pokarmowym -transport do wszystkich komórek organizmu-przeciecie żelaza przez błonekomórkową-włączenie tego pierwiastka do laków metablolicznych-odzyskiwanie Fe z degradacji erytrocytów

-kontrola ilości żelaza w organizmie  odbywa się w dwunastnicy
-strona szczytowa , apikalna zwrócona do światła jelita jest wyspecjalizowana w transporcie jonów żelaza do komórki
-tu  kom. Nabłonkowe enterocyty biorą udział we wchłanianiu tych jonów z pokarmu
Mechanizm transportu związany z DMT czyli przenośnik metali dwuwartościowych –jest protonowym symporterem przenoszącym kationy żelaza oraz inne dwuwartościowe metale ze światła jelita do wnętrza erytrocytów .
-obecność białek pomocniczych takich jak cytochromu B który redukuje zawarte w pokarmie FE3+ NA Fe 2+
-przed podstawną część nabłonka odbywa się transport znajdującego się już w enterocytach żelaza do naczyń krwionośnych
-uczestniczy w tym ferroportyna
-ferroporty na jest białkiem transbłonowym
-występuje w dwunastnicy , kom. Wątroby , śledziony , nerek i w kom. Kupffera
-w procesie usuwania żelaza współpracuje z nią hefajstyna  (białko to jest miedziową ferroksydazą , enzym który pomaga w wymianie żelaza między wątrobą a systemem śródbłonkowym i krwią )
-miedż utlenia żelazo z Fe2+ do Fe3+ co jest warunkiem jego transfery z erytrocytów do surowicy
-w płynach ustrojowych utlenione żelazo Fe 3+ wychwycone zostaje przez transferyne (Tf)
- białko to transportuje żelazo do większości komórek w organizmie
-jest składnikiem krwi , płynu odwodniowego , mózgowo-rdzeniowego oraz limfy ssaków
- w pH fizjologicznym ( 7,4) wiżanie jonów żelaza przez transferyne jest bardzo trwałe , zaś odłączenie Fe3 od białka następuje przy wartości pH niższej niż 6, 5 (czyli tj. panuje w endosomach)
-w pH fizjologicznym apotransferyna

9.Budowa, cechy i funkcje błony komórkowej.

Błona komórkowa zbudowana jest z dwóch warstw fosfolipidów oraz zakotwiczonych w nich białek – jest to typowy dla wszystkich organizmów model budowy błony plazmatycznej.

Błona komórkowa jest niezbędna do przeżycia mikroorganizmu. Odpowiada za pobieranie wody, soli mineralnych i pokarmu, wydzielanie substancji na zewnątrz (np. enzymów trawiennych), odbieranie bodźców ze środowiska zewnętrznego oraz procesy metaboliczne komórki.
Przestrzeń ograniczoną błoną wypełnia cytoplazma (cytozol). Jest to układ koloidalny białek zawieszonych w roztworze wodnym, także białek katalizujących reakcje biochemiczne komórki (enzymów).

10.Cechy charakterystyczne błon biologicznych (płynność, asymetryczność, heterogenność).
Podstawowymi składnikami błon biologicznych są lipidy oraz białka. Na skutek oddziaływania ze środowiskiem wodnym lipidy formują dwuwarstwę. Białka błonowe są albo wbudowane w błonę albo też zakotwiczone są na jej powierzchni. Ze względu na hydrofobowy charakter wnętrza dwuwarstwy lipidowej białka wbudowane w błonę (integralne) muszą również posiadać hydrofobowe fragmenty mogące przenikać przez dwuwarstwę. Fragmenty te w przeważającej części przyjmują strukturę alfa-helisy. Dobrym przykładem białek integralnych są białka typu G - uczestniczące w procesach recepcji rozmaitych sygnałów docierających do powierzchni błony. Wszystkie białka tego typu posiadają siedem alfa-helikalnych fragmentów przenikających przez błonę.
Oprócz białek integralnych występują też białka związane z powierzchnią błony (powierzchniowe, peryferyczne). Istnieje kilka sposobów wiązania białek z powierzchnią błony: oddziaływania elektrostatyczne z główkami lipidów, oddziaływanie z białkiem integralnym lub tzw. acylacja białka (w cząsteczce białka znajduje się łańcuch węglowodorowy, który wnika w dwuwarstwę lipidową). Bez względu na sposób wiązania białka powierzchniowe znacznie łatwiej niż integralne mogą być od błony odłączone - wystarczy do tego zastosowanie roztworu o odpowiedniej wartości pH lub sile jonowej. 

Zgodnie z obecnym stanem wiedzy na temat budowy błon komórkowych podkreślić należy nastpujące ich cechy charakterystyczne:

płynność - polegającą na tym, że wszystkie praktycznie składniki błon poruszają się. Cząsteczki lipidów mogą obracać się wokół osi prostopadłej do powierzchni błony (tzw. dyfuzja rotacyjna) jak i przemieszczać się w jej płaszczyźnie (dyfuzja lateralna). Oprócz ruchu cząsteczek lipidów jako całości duże znaczenie posiadają także ruchy ich łańcuchów węglowodorowych. Ich ruchliwość zależy od wielu czynników - przede wszystkim od temperatury oraz ilości wiązań nienasyconych. Im bardziej ruchliwe są łańcuchy węglowodorowe tym większą zajmują efektywną objętość i tym samym luźniej upakowane są cząsteczki lipidów w dwuwarstwie. Ma to duże znaczenie zarówno dla własności błony jako przegrody jak i dla działania wielu białek błonowych. Czynnikiem regulującym płynność błon jest obecność w nich cząsteczek steroli - w błonach komórek eukariotycznych przede wszystkim cholesterolu. Cząsteczki lipidów mogą też przechodzić z warstwy cytoplazmatycznej do zewnętrznej (lub odwrotnie). Zajwisko takie nazywane jest "flip-flop" - w błonach komórkowych występuje ono z małym prawdopodobieństwem.
Białka integralne mogą ulegać dyfuzji rotacyjnej i lateralnej. Ze względu na rozmiary ich cząsteczek oba typy dyfuzji są dla białek wolniejsze niż dla lipidów. W odniesieniu do białek nie spotyka się natomiast procesu analogicznego do "flip-flop" - białka nie zmieniają swej orientacji względem powierzchni błony. 

asymetryczność - polegającą na tym, że strona cytoplazmatyczna błony ma z reguły inny skład niż strona kontaktująca się z otoczeniem. Cecha ta dotyczy zarówno składu lipidowego jak i białkowego obu połówek błony. I tak po cytoplazmatycznej stronie błony znajduje się znacznie więcej lipidów posiadających elektrycznie naładowane głowy polarne (fosfatydyloseryna) oraz łatwo tworzących wiązania wodorowe (fosfatydyloetanoloamina). Zewnętrzkomórkowa warstwa błony zawiera natomiast więcej fosfatydylocholiny i sfingomieliny. Białka powierzchniowe zlokalizowane są przede wszystkim po cytoplazmatycznej stronie błony, po stronie zewnętrznej natomiast często występuje duża ilość glikolipidów i glikoprotein (np. glikoforyna). Cecha asymetrii dotyczy również funkcji pełnionych przez błony: w poprzek błony istnieje różnica potencjałów elektrycznych, różnica stężeń wielu substancji, transport określonych substancji odbywa się z reguły w jednym tylko kierunku itp.

 heterogenność - czyli występowanie niejednorodności w rozkładzie składników w płaszczyźnie błony. Białka oraz lipidy nie są bowiem "przypadkowo" wymieszane - w płaszczyźnie błony można wyróżnić tzw. domeny, wyrażnie różniące się między sobą składem oraz własnościami. Przyczyną istnienia domen jest między innnymi to, że białka integralne często otoczone są przez specyficzne rodzaje lipidów. Własności błony w rejonie takiej otoczki są zwykle odmienne od własności rejonów w których nie występuje oddziaływanie białkowo-lipidowe. Tworzeniu się domen sprzyja też fakt, że białka błonowe często tworzą agregaty (zwykle jest to związane z pełnionymi przez nie funkcjami).
Heterogenność błon komórkowych umożliwia "specjalizację" różnych rejonów błon. Przykładem takiej specjalizacji jest płytka ruchowa (fragment błony komórki mięśniowej znajdujący się w miejscu połączenia pomiędzy neuronem i komórką mięśniową czylisynapsy). Tylko w rejonie płytki ruchowej występuje bowiem w błonie komórki mięśniowej nagromadzenie receptorów acetylocholiny i w związku z tym tylko ten rejon jest zdolny do przekazywania pobudzenia.

11.Funkcja błon komórkowych:

Błony biologiczne są strukturami rozgraniczającymi odrębne przedziały w układach biologicznych. Zaliczamy do nich zarówno błony komórkowe jak i błony organelli wewnętrznych (np. mitochondrialne, tylakoidów, dysków w pręcikach i czopkach). Bez względu na ich lokalizację błony te zbudowane sa w identyczny nieomal sposób (co zostanie omówione poniżej).
Błony pełnią wiele rozmaitych funkcji. Przede wszystkim odgradzają one wnętrze danego przedziału (komórki lub organelli) od środowiska zewnętrznego. Funkcja ta jest podstawowa z punktu widzenia zachowania odrębności i integralności np. komórki. Dzięki błonom bowiem jest możliwe utrzymywanie różnicy stężeń różnych substancji oraz różnicy potencjałów elektrycznych pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki. Odseparowanie wnętrza od otoczenia nie jest jednak całkowite. W błonach istnieją bowiem wyspecjalizowane systemy transportu, pozwalające na kontrolowany przepływ różnorakich związków chemicznych oraz jonów. Transport materii jest konieczny aby komórka była w stanie utrzymać wszystkie procesy życiowe.Dzięki innym wyspecjalizowanym mechanizmom błony pośredniczą w wymianie informacji pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki. Są one w stanie przyjmować docierające do nich rozmaite bodźce (chemiczne, elektryczne, mechaniczne) i przekazywać je do wnętrza komórki. W błonach znajdują się również "urządzenia" pozwalające komórce na wysyłanie takich bodźców. Błony niektórych komórek (np. nerwowych) posiadają także zdolność do przetwarzania informacji. Na przykład sygnał chemiczny przetwarzany jest na elektryczny, zaś sygnały elektryczne mogą być przez błonę sumowane.
Błony biologiczne pełnią także ważną rolę w procesach przekształcania energii. I tak na przykład w błonach tylakoidów dochodzi do zamiany energii świetlnej na energię wiązań chemicznych, w błonach mitochondriów energia uwalniana w procesie glikolizy przetwarzana jest na energię "zmagazynowaną" w ATP. 

12.Rodzaje transportu przez błony komórkowe. – transport aktywny: filtracja, dyfuzja prosta, dyfuzja ułatwiona, osmoza; transport aktywny; endocytoza: pinocytoza, fagocytoza; egzocytoza – krótka charakterystyka.

Transport przez błony biologiczne można generalnie podzielić na bierny i aktywny. Kryterium tego

podziału stanowi kierunek transportu oraz niezbędność energii chemicznej. Transport bierny nie wymaga

nakładu energii i zachodzi zgodnie z gradientem stężeń substancji, natomiast transport aktywny nie może

odbywać się bez dostarczania energii i transportuje związki chemiczne w kierunku przeciwnym do ich gradientu po obu stronach błony. Transport bierny – dyfuzja przez błony – może odbywać się na dwa sposoby: jako dyfuzja prosta lub ułatwiona.

Dyfuzja prosta może polegać albo na bezpośrednim przenikaniu substancji przez błonę albo na przechodzeniu przez specyficzne białka błonowe – kanały. Zdolność do bezpośredniego przenikania przez błony posiadają cząsteczki obojętne chemicznie – woda, obojętne gazy oddechowe oraz związki lipofilne – steroidy. Możliwości takiej pozbawione są cząstki naładowane – jony – które ze względu na swój ładunek nie mogą

przeniknąć w dowolnym miejscu przez hydrofobową błonę, a jedynie przejść przez specyficzne kanały. Z uwagi na fakt, że kanały służą głównie do transportu jonów, używa się pojęcia: kanały jonowe.

Transport bierny Dokomórkowy i odkomórkowy transport różnorakich substancji jest jedną z najważniejszych funkcji błon komórkowych. Jeśli transport danego składnika nie wymaga nakładu energii (odbywa się on na skutek np. z różnicy stężeń) to nazywany jest transportem biernym. Najmniej skomplikowanym przypadkiem transportu biernego jest dyfuzja prosta, opisywana równaniem Ficka. Wynika z niego, że wielkość strumienia dyfuzyjnego danej substancji jest proporcjonalna do różnicy stężeń tej substancji w poprzek błony.
Kolejnym typem błonowego transportu biernego jest dyfuzja ułatwiona (nośnikowa). W tym przypadku cząsteczki transportowanej substancji przenikają przez błonę po utworzeniu kompleksu z nośnikiem. Rola nośnika polega na ogół na umożliwieniu przenikania danej cząsteczki przez błonę - klasycznym przykładem jest tu walinomycyna, która tworzy hydrofobową otoczkę wokół jonów potasu i umożliwia w ten sposób ich przechodzenie przez hydrofobowe wnętrze błony. Transport nośnikowy może być związany z ruchem kompleksów cząsteczka-nośnik w poprzek błony, ale możliwa jest także sytuacja w której nośnik wiąże substancję transportowaną po jednej stronie błony, zmienia konformację i następnie uwalnia przeniesione cząsteczki po drugiej stronie błony. Choć pojedyncze cząsteczki transportowane są dzięki nośnikowi szybciej niż bez niego, to jednak wielkość całkowitego strumienia jest ograniczona przez liczbę cząsteczek nośnika. Z tego powodu przy dużych różnicach stężeń strumień substancji przestaje zależeć od gradientu stężenia i utrzymuje się na stałym poziomie (ulega nasyceniu). Szczególnymi przypadkami transportu nośnikowego są symport i antyport.
Transportem aktywnym nazywamy transport substancji wymagający nakładu energii. Zachodzi on zawsze z udziałem wyspecjalizowanych struktur błonowych (białek inegralnych) sprzęgających transport z procesem uwalniania energii. Źródłem energii bardzo często jest hydroliza ATP i dlatego białka biorące udział w tym procesie traktowane są jako enzymy posiadające własności ATPazy.
W większości przypadków transport aktywny odbywa się wbrew różnicy stężeń danej substancji (w stronę większego stężenia) i w związku z tym mechanizmy tego transportu często nazywane są "pompami". Dobrze poznanym przykładem takiego mechanizmu jest pompa sodowo-potasowa. Jest ona jednocześnie przykładem transportu wymiennego (antyportu). Transportuje ona bowiem jony sodu z wnętrza komórki na zewnątrz, jednocześnie przenosząc jony potasu w kierunku odwrotnym. Na jedną rozłożoną przez tę pompę cząsteczkę ATP przypada transport trzech jonów sodu i dwóch jonów potasu. Działanie pompy sodowo-potasowej ma olbrzymie znaczenie dla utrzymania stałej różnicy stężeń tych jonów, zwłaszcza w komórkach pobudliwych. Jak wiadomo bowiem bierny transport jonów zachodzący zarówno podczas spoczynku komórki jak i w czasie trwania potencjału czynnościowego po pewnym czasie prowadziłby do wyrównania stężeń jonów sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki.
W przypadku pompy sodowo-potasowej występuje bezpośrednie sprzężenie transportu z procesem uwalniania energii (hydrolizą ATP) i dlatego nazywamy ten transport "aktywnym pierwotnym". Jeśli pomiędzy procesem uwalniania energii a transportem istnieją mechanizmy pośredniczące to transport taki nazywamy wtórnym. Przykładem transportu wtórnego jest proces resorpcji glukozy w jelitach.

13.Działanie i znaczenie pompy sodowa-potasowej.

Pompa sodowo potasowa jest białkiem wbudowanym asymetrycznie w błonę komórkową. Ma ona za zadanie utrzymywanie odpowiedniego stężenia jonów potasu i sodu po obu stronach błony. Jest to typowy przykład transportu aktywnego, pierwotnego. Aktywny dlatego, ponieważ zachodzi wbrew gradientowi stężeń i wymaga nakładu energii w postaci ATP. Erytrocyty większości ssaków (w tym człowieka) są bogate w kationy potasu, a ubogie w kationy sodu. Pompa sodowo-potasowa wypompowuje z komórki sód, a przenosi do wnętrza potas. W każdym cyklu działania pompy sodowo-potasowej na każde 3 wypompowane kationy sodu przypadają 2 wprowadzone kationy potasu. Za każdym razem zużywana jest jedna cząsteczka ATP, która jest hydrolizowana przez Na+,K+ATPazę. Aby nastąpiła hydroliza ATP wymagana jest obecność kationów Mg2+.

14.Zasady klasyfikacji enzymów

...