BAZELE MOLECULARE ALE ORGANIZARII CELULARE

1
BAZELE MOLECULARE ALE ORGANIZARII CELULARE

• UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE V.BABES
  TIMISOARA
• BIOLOGIE CELULARA SI MOLECULARA
• Prof.Univ.Dr. DOINA VERDES

2

• I. ELEMENTELE CHIMICE DIN MATERIA
• VIE SI ROLUL LOR BIOLOGIC
• II. SUBSTANTELE ANORGANICE
• 1. Apa
• 2. Saruri minerale
• 3. Gaze
• III. SUBSTANTE ORGANICE
• 1. Proteine
• 2. Acizi nucleici
• 3. Glucide
• 4. Lipide

3
I. ELEMENTELE CHIMICE DIN MATERIA VIE SI ROLUL
LOR BIOLOGIC
Compozitie chimica Celula animala Celula vegetala
Apa 65 75
Saruri minerale 4,3 2,5
Glucide 11,2 18
Lipide 11,7 0,5
Proteine 17,8 4

• Introducere

• Clasificare
• Rol biologic
• Aplicatii medico-farmacologice

4
prezentare comparativa a concentratiei
elementelor chimice în materia vie si nevie
5
II. SUBSTANTELE ANORGANICE 1. APA DIN
MATERIA VIE SI ROLUL EI BIOLOGIC

• Importanta
• Origine
• Raspândire intracelulara
• Repartitie în organism
• Proprietati biologice
• a) organizare moleculara
• b) coeziune interna mare
• c) caracter de solvent
• d) formeaza învelisul de hidratare al
  ionilor
• e) constanta dielectrica mare ? ecranare
  termica
• f) caldura mare de vaporizare
• g) capacitate de disociere
• h) disperseaza moleculele amfipatice
• i) participa la tranzitiile sol-gel ale
  citoplasmei
• j) efect lubrefiant

6
organizarea moleculara a apei
7

• 2. SARURILE MINERALE
• forme de prezentare
• a) forma disociata
• b) combinatii organo-minerale
• roluri
• 3. GAZELE
• Oxigenul
• CO2

8
III. SUBSTANTELE ORGANICE (MOLEC.
INFORMATIONALE SI NONINFORMATIONALE)

• 1. PROTEINELE
• Definitie
• Clasificare
• a) dupa functia biologica
• b) dupa numarul de aminoacizi
• c) dupa compozitia chimica
• Nivele de structura si semnificatie biologica
• Conformatia
• Legaturi din cadrul moleculelor proteice

9
TIPUL FUNCTIA EXEMPLE
Structurale - Rol plastic Keratina (par, unghii) Elastina (peretii vaselor) Glicoproteine (membrane)
Structurale - Rol de sustinere Colagen (tes. conjunctiv)
Reglatoare Moduleaza procesele fiziologice Hormonii
Contractile - Motilitate Miozina, Actina, Tubulina, Dineina, Nexina
Imunologice - Protectie imuna Anticorpii
Transport si depozitare Transport prin membranele biologice Proteine intrinseci
Transport si depozitare - Transport O2, CO2, Fe, Cu Hemoglobina, Mioglobina
Controlul proceselor metabolice Generarea si transmiterea influxului nervos Neurotransmitatori, receptori sinaptici
Controlul proceselor metabolice Controlul cresterii celulare Hormoni, factori de crestere
Controlul proceselor metabolice Transmiterea informatiei Nucleoproteine
Controlul proceselor metabolice Coagulare Fibrinogen, trombina
Enzime - Catalizeaza r. biochimice Amilaza, lipaza etc.
10
Nivele de structura (secundara, tertiara)
11
Nivele de structura (cuaternara)
12
Legaturi noncovalente din cadrul moleculelor
proteice
13
2. ACIZII NUCLEICI

• Definitie
• Alcatuire
• Caracteristicile moleculei de ADN dupa Wattson
  Crick
• Localizarea intracelulara a ADN si roluri
• ADN - cromozomial (nuclear)
• - extracromozomial (nucleolar)
• - mitocondrial (ADNmt)
• Tipuri de ARN, localizare intracelulara si roluri
• ARN - mesager (ARNm)
• - de transport (ARNt)
• - ribozomal (ARNr)

14
alcatuire
15
Structura bazelor purinice si pirimidinice
16
Pentozele din componenta acizilor nucleici
17
caracteristicile moleculei de ADN dupa Watson
Crick
18
ARN mesager (ARNm)
19
ARN de transport (ARNt)
20
ARN ribozomal (ARNr)(structura ARN-urilor
ribozomale din subunitatea mare a unui ribozom
bacterian determinata prin cristalografie în raze
X)
21
Localizarea componentei proteice si a
diferitelor tipuri de ARNr la nivelul subunitatii
mari
22
3. GLUCIDELE

• Definitie
• Clasificare
• 1. Monozaharide
• 2. Dizaharide
• 3. Polizaharide
• 4. Glicozaminoglicani (GAG)
• 5. Glicoproteine
• 6. Proteoglicani
• 7. Glicolipide, glicosfingolipide

23
3.1. Monozaharidele
24
3.2. Dizaharidele - sinteza de deshidratare
condensarea a doi monomeri mono
zaharidici cu pierderea concomitenta a unei
molecule de H2O - hidroliza refacerea
monomerilor
25
3.3. Polizaharidele Ex. Glicogenul
26
4. Glicozaminoglicanii (GAG)

• Alcatuire monomerii sunt derivati aminati ai
  monozaharidelor
• ac.
  glucuronic H2SO4
• Clasificare
• a) nesulfatate ac. hialuronic
• b) sulfatate condroitinsulfati
  cartilaje
• dermatansulfati piele
• keratosulfati cornee
• heparansulfati
  suprafata cel. epiteliale
• Roluri -lubrefiere
• -amortizare a socurilor
• -sustinere mecanica
• -asociere cu fibrele de colagen
• -asigura structura si rolul de
  filtrare al membranelor bazale
• -adezivitate celulara

27
secvente dizaharidice repetitive ale unor
lanturi GAG dermatan-sulfat (sus) acid
hialuronic (jos)
28
5. Glicoproteinele lant polipeptidic resturi
zaharidice
Localizare Exemple
Plasma Fibrinogen, Ig, proteine de grup sanguin
Hormoni Gonadotropina corionica, h.stimulator al tiroidei etc.
Enzime Ribonucleaza B, pepsina, colinesteraza serica
Secretii Glicoproteine submaxilare, gastrice
Tes. conjunctiv Colagen
Membrane celulare Glicoforina
29
6. Proteoglicanii gp. cu concentratie glucidica
crescuta

• Alcatuire complexe formate dintr-un miez
  proteic (core)lanturi de GAG
• Clasificare
• 1. Extracelulari (matriciali)
• AGRECAN cartilaje
  VERSICAN peretii vaselor
• NEUROCAN, BREVICAN tes. nervos
  DECORINA, LUMICAN cornee
• BIGLICAN, PERLECAN mb. bazale
• 2. Membranari
• CEREBROGLICAN, GLIPICAN,
  SYNDECAN, BETAGLICAN
• 3. Intracelulari
• SERGLICINA granulele de
  secretie din mastocite, bazofile, eozinofile,
• neutrofile, trombocite, macrofage
  tisulare, monocite si limfo.T citotoxice
• Roluri - lubrefiere
• - stabilitate la presiune
• - migrare celulara în cursul
  morfogenezei
• - repararea tesuturilor
  lezate
• - anticoagulant
• - moduleaza activitatea
  factorilor de crestere si a citokinelor
• - moduleaza activitatile
  enzimatice

30
reprezentarea schematica a proteoglicanilor
extracelulari (stg.), imagine TEM a unui
agregat de agrecan (dr.)
31
4. LIPIDELE SI ROLUL LOR BIOLOGIC

• Definitie
• Clasificare
• 1. Acizi grasi
• 2. Trigliceride
• 3. Steroizi
• 4. Prostaglandine
• 5. Fosfolipide
• 6. Glicolipide, sfingolipide
• 7. Lipoproteine
• 8. Lipocromi

32
1. Acizii grasi 2. Trigliceridele
33
3. Steroizii - colesterolul- testosteronul
34
4. Prostaglandinele

• Ex PGE1, PGF1-?, PGF2-?
• Sintetizate de toate celulele nucleate
• Roluri raspuns hormonal
• raspuns antiinflamator
• efect bronhodilatator
• agregare plachetara
• reglarea temperaturii
• scad TA
• induc contractia m.netezi

35
5. Fosfolipidele - exemple - forma
moleculei - localizare si roluri
36
6. Glicolipide sfingolipide, glicosfingolipide
- exemple - forma moleculei
- localizare si roluri
37
7. Lipoproteinele - sisteme de membrana
- circulante VLDL, LDL, HDL,
kilomicroni

• 8. Lipocromii
• - exemple lipofuscina, melanina
• - localizare
• - semnificatie si rol