1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei



Hasonló dokumentumok
Modern Biológia Alapjai

Szénhidrátok I. (Carbohydrates)

Lipidek. Lipidek. Viaszok. Lipidek csoportosítása. Csak apoláros oldószerben oldódó anyagok.


1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

TestLine - Biogén elemek, molekulák Minta feladatsor

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

A másodlagos biogén elemek a szerves vegyületekben kb. 1-2 %-ban jelen lévő elemek. Mint pl.: P, S, Fe, Mg, Na, K, Ca, Cl.

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

fogalmak: szerves és szervetlen tápanyagok, vitaminok, esszencialitás, oldódás, felszívódás egészséges táplálkozás:

CzB Élettan: a sejt

Tartalomjegyzék. Szénhidrogének... 1

7. előadás: A plazma mebrán szerkezete és funkciója. Anyagtranszport a plazma membránon keresztül.

A másodlagos biogén elemek a szerves vegyületekben kb. 1-2 %-ban jelen lévő elemek. Mint pl.: P, S, Fe, Mg, Na, K, Ca, Cl.

1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

Záróvizsga-kérdések Biológia BSc-2013 (Biológia nem tanári és Biológus laboratóriumi operátor szakirány)

Sportélettan zsírok. Futónaptár.hu

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Mutasd be az agyalapi mirigy, a pajzsmirigy és a mellékpajzsmirigy jellemzőit és legfontosabb hormonjait!

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

A plazmamembrán felépítése

,:/ " \ OH OH OH / \ O / H / H HO-CH, O, CH CH - OH ,\ / "CH - ~(H CH,-OH \OH. ,-\ ce/luló z 5zer.~ezere

A tanári mesterszak pedagógiai - pszichológiai egysége

Szakközépiskola évfolyam Kémia évfolyam

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A LIPIDEK 1. kulcsszó cím: A lipidek szerepe az emberi szervezetben

Az élő anyagot felépítő kémiai elemek

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

Kémia. Tantárgyi programjai és követelményei A/2. változat

neutrális zsírok, foszfolipidek, szteroidok karotinoidok.

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

Részletes tematika: 1 hét (3 óra)

Polihidroxi-aldehidek vagy -ketonok, vagy ezek származékai. Monoszacharid: polihidroxi-keton vagy -aldehid

Konferencia a tapasztalatok jegyében

ÉLELMISZERISMERET TÉMAVÁZLAT. Vendéglátó-szakmák részére

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

A minimális sejt. Avagy hogyan alkalmazzuk a biológia több területét egy kérdés megválaszolására

Osztály: 9 L. Tantárgy: Biológia Tanár: Filipszki Zsuzsa Időszak: III. negyedév Tananyag:

Élelmiszereink és a zsírok dr. Schöberl Erika

Egy idegsejt működése

M E G O L D Ó L A P. Egészségügyi Minisztérium

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

Szerkesztette: Vizkievicz András

BIOLÓGIA. 10. évfolyam /normál képzés/ 11. évfolyam /kéttannyelvű és nyelvi előkészítő évfolyamú képzés/ Óraszám: 111 óra. Célok és feladatok

A szénhidrátok lebomlása

Drog és toxikológiai laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus

Élettan-anatómia. 1. félév

BIOLÓGIA ÉVFOLYAM. SZERZŐK: Font Lajosné, Raffai Zsuzsanna, Szabóné Déri Ágota

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

TERMÉSZETTUDOMÁNY JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Izoprén-származékok. Koleszterin. Szteroid hormonok

Tel: ;

A HETI ÉS ÉVES ÓRASZÁMOK

M E G O L D Ó L A P. Egészségügyi Minisztérium

Az élő anyag szerkezeti egységei: víz, nukleinsavak, fehérjék. elrendeződés, rend, rendszer, periodikus ismétlődés

Az endomembránrendszer részei.

3. Kombinált, amelynek van helikális és kubikális szakasza, pl. a bakteriofágok és egyes rákkeltő RNS vírusok.

DR. IMMUN Egészségportál. A haj számára nélkülözhetetlen vitaminok, ásványi anyagok és nyomelemek

SZÁRAZANYAG TARTALOM:

KÉMIA. 10. évfolyamos vizsga

A szénhidrátok lebomlása

A replikáció mechanizmusa

Cipó Ibolya - Epizootiológia I

KÉMIA HELYI TANTERV A 10. ÉVFOLYAM

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

Piacfelügyelő Piacfelügyelő Gombaszakellenőr Piacfelügyelő

TERMÉSZETISMERET A és B variáció

KÉMIA évfolyam (Esti tagozat)

BIOKÉMIA. Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár.

LIPIDEK. Terpenoidok, Karotinoidok, Szteroidok, Eikozanoidok Triacilglicerinek (trigliceridek), Viaszok, Foszfolipidek, Glikolipidek

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

Proontogenezis (megelőző szakasz) Egyedfejlődés (ontogenezis) Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis

TÁPLÁLKOZÁS + SPORT = EGÉSZSÉG

AZ EMBERI TEST FELÉPÍTÉSE

A 10. OSZTÁLYOS BIOLÓGIA-EGÉSZSÉGTAN TANMENET SZAKISKOLÁK SZÁMÁRA

I. FARMAKOKINETIKA. F + R hatás (farmakon, (receptor) gyógyszer) F + R FR

A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

KÉMIA évfolyam. Célok és feladatok

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

Proontogenezis (megelőző szakasz) Egyedfejlődés (ontogenezis) Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis. Megtermékenyítés (fertilizáció)

Az aktív tanulási módszerek alkalmazása felerősíti a fejlesztő értékelés jelentőségét, és új értékelési szempontok bevezetését veti fel a tudás

Alkalmazott kémia. Tantárgy neve Alkalmazott kémia 1.

MIÉRT KELL TÁPLÁLKOZNI?

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

BIOLÓGIA-EGÉSZSÉGTAN

Horgászvízkezelő-Tógazda Tanfolyam (Elméleti képzés) 4. óra A halastavak legfőbb problémái és annak kezelési lehetőségei (EM technológia lehetősége).

BIOLÓGIA 7-8. évfolyam. A tantárgy heti óraszáma A tantárgy éves óraszáma 7. évfolyam 2 óra 72 óra 8. évfolyam 1,5 óra 54 óra. 7.

BIOLÓGIA. PRÓBAÉRETTSÉGI május EMELT SZINT. 240 perc

Wessling technológiai továbbképzés

Makromolekulák. Fehérjetekeredé. rjetekeredés. Biopolimer. Polimerek

SZAKMACSOPORTOS ALAPOZÓ OKTATÁS AZ ÉLELMISZERIPAR SZAKMACSOPORTRA

Átírás:

1. Bevezetés Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

1.1 Mi az élet? Definíció Alkalmas legyen különbségtételre élő/élettelen közt Ne legyen túl korlátozó (más területen is alkalmazható legyen, korábbi létformára is) Lehetővé tegye hogy megtervezzenek és létrehozzanak egyszerűbb modelleket Ellentmondásmentesnek kell lennie Nincsen jelenleg elfogadott meghatározás

Hol a határ élő és holt között? (Szent Györgyi Albert gondolatkísérletei) Az élő szervezetet lebontva annak élő mivoltja egy adott szinten megszűnik az egyes szervek izolálva nem maradnak sokáig életben Konklúzió: nem az anyag él, az élő egy állapot. Nincs életerő az elő struktúrákban, csak rendkívül magas fokú szervezettség.

Az élet önfenntartó, szervezett állapot Az élő állapot olyan komplex rendezettség, amely megfelelő körülmények között, átáramló energiát felhasználva, szabályozó folyamatok révén fenntartja önmagát Nyílt rendszerek, melyek aktívan fenntartják magukat Szent Györgyi: Hogy valami élő vagy sem, az a mi felfogásunkon múlik, azon, hogy mit nevezünk élőnek, milyen kritériumokat választunk. Az élet nek mint főnévnek nincs értelme, ilyen dolog nem létezik.

Hagyományos definíció Életjelenségeket mutató rendszerek Légzés Mozgás Táplálkozás Kiválasztás Növekedés Szaporodás Fejlődés Ingerlékenység

Általánosabb definíció Gánti Tibor Abszolút kritériumok: minden élő szervezetben, minden pillanatban megtalálhatók folyamatosan és egyidejűleg Potenciális kritériumok: a szervezetekből álló összetett rendszerek (egyedek fölötti szerveződések) létezése és fejlődése szempontjából nélkülözhetetlenek

Abszolút kritériumok Inherens egység Biológiai anyagcsere Stabilitás (homeosztázis) Létezés, működés számára információhordozás Halál

Potenciális kritériumok Növekedés, reprodukció Öröklődés, változékonyság, sokféleség Természetes szelekció, evolúció

Abszolút kritériumok

Inherens egység A sejt Szervezetek felépítő egysége Egysejtűek, többsejtűek Sejtmembrán, sejtmag, sejtalkotók Prokarióta, eukarióta

Anyagcsere, energiaáramlás Anyagok / energia felvétele, leadása, előállítása Információ az önszabályozásra, önszerveződésre Metabolizmus, sejtlégzés Autotróf (felépítő) szervezetek Szervetlen szénforrás Fotoszintézis, kemoszintézis Heterotróf (fogyasztó) szervezetek Elsődleges, másodlagos Lebontók

Stabilitás Reakció a környezeti ingerekre önazonosság megtartása mellett Dinamikus állandóság (homeosztázis több stabilis egyensúlyi állapot lehet nyílt rendszer) Stresszre való reakcióképesség (stresszválasz) újabb homeosztatikus állapot megtalálása (vagy halál)

Információáramlás A teljes rendszer keletkezésére, létezésére, működésére vonatkozóan DNS (generációk közti) Bázisok, nukleotidok, nukleotid sorrend, gének Fehérjék, hormonok, elektromos jel Sejtek közti kommunikáció Sejtek működése és fejlődése közben Immunrendszer

Halál Csak élő halhat meg Testi sejtekre jellemző (előbb utóbb elvesztik homeosztázisukat)

Potenciális kritériumok

Növekedés, reprodukció Növekedés (saját anyagok arányos gyarapodása) Reprodukció (a gyarapodással függ össze csak térben elkülönül) Ivaros, ivartalan szaporodás (a szexualitás ára)

Öröklődés Információátadás az utódnak Változékonyság (mutáció, rekombináció) Sokféleség (diverzitás) lehetőség a stresszválaszra

Evolúciós hajlam Természetes szelekció: Az egységek szaporodásának és / vagy túlélésének valószínűségét bizonyos öröklött jellegzetességek befolyásolják Adaptáció a környezethez Darwini elmélet

RNS evolúció kémcsőben Bakteriofág RNS (4500 nukleotid) RNS replikáz Szabad nukleotidok Sók 74 generáció után megjelent egy törpe RNS (218 bázis) Gyorsabb replikáció Sikeres versenyző

Evolúció in silico Tom Ray 80 byte hosszú számítógép vírus Mutáció Rekombináció Népesítsék be a memóriát Rövidebb vírusok is megjelentek (79, 51, 45, 22) Stratégiák: parazita, szimbionta, védekező

Mémek Az evolúciós elmélet kiterjesztése A kulturális információátadás egysége Átadása utánzással (mutáció, rekombináció) vicc, pletyka, sláger stb.

De! Sem az RNS, sem a vírus, sem a mém nem élő Nem önfenntartóak, energia, gazdaszervezet kell a működésükhöz Nem elegendő feltétel az szaporodás, mutáció, evolúció

A biológiai szerveződés szintjei Szerveződési szintek Kémiai (atom, molekula, makromolekula Biológiai (sejtalkotó, sejt, szövet, szerv, szervrendszer, szervezet) Ökológiai (egyed, populáció, társulás, ökoszisztéma, bioszféra, kettős nevezéktan (Homo sapiens), taxonómia)

Az élet kialakulása Kémiai evolúció Az alapvető kémiai anyagok kialakulása Miller kísérlet (ősleves, reduktív légkör) Prebiotikus pizza (felületek szerepe, pirit, agyagásványok) Pánspermia (más bolygókon keletkezett szerves vegyületek) formaldehid, HCN, glicin

Kémiai és biológiai evolúció A replikáció alapja az autokatalízis Önszerveződő körök Elkülönült terek (membrán) Egy példa: Kemoton modell (Gánti)

Kemoton modell Az élet minimálrendszere, kémiai automata Szaporodik Stabil, alkalmazkodóképes Evolúcióra képes Három alrendszer (anyagcsere, információs/irányító, határoló) Összehangolt működésüket kémiai kényszerek biztosítják

1.2. Sejtalkotó molekulák I. Biológiai membránok Szénhidrátok Lipidek

Szénhidrátok (CH 2 O) n Energiatárolás (glükóz, keményítő) Vázanyag (cellulóz, porc, kitin) Sejtek közti kommunikáció, felismerés, védelem (glikoproteinek, glikolipidek)

Szacharidok Monoszacharidok (pl. glükóz) Diszacharidok (pl. cellobióz) Poliszacharidok (pl. keményítő)

Monoszacharidok Általában 3 7 szénatomosak Egy szénatom kivételével C OH Aldehidek (aldóz) Ketonok (Ketóz) vízoldékonyak

Glükóz (szőlőcukor) (D glükóz) Energiaforrás (sejtlégzés) Nyersanyagforrás (aminosavak, zsírsavak) Állandó koncentráció a vérben Hexóz, piranóz (vizes oldatban, félacetál)

Diszacharidok Két cukoregység Glikozid kötés (C1 OH és C4 OH) Maltóz (2 glükóz) Szukróz (glükóz + fruktóz) Laktóz (glükót + galaktóz) Hidrolizálva monoszacharidok lesznek (emésztés)

Poliszacharidok Policukrok, makromolekulák Keményítő α glükóz egységek (spirális szerkezet) Amilóz (egyenes lánc) Amilopektin (elágazó) Amiloplaszt (pl. burgonya) Glikogén (állati keményítő, elágazóbb, májban) Dextrán (α 1,6 diglükóz, baktériumok, élesztők)

Cellulóz Leggyakoribb szerves vegyület 2 β glükóz (egyenes szerkezet, más enzimekkel bontható baktériumok) Szerkezeti elemek (fibrillumok, sejtfal) Kitin N acetil glükózamin egységek gombák, ízeltlábúak sejtfala

Egyéb szénhidrátok Galaktózamin (porcokban, Kondroitin szulfát, glikoprotein) Glikoproteinek (membránok felszínén, felismerés, védelem, kapcsolódás, mucin) Glikolipidek (sejtek közti kommunikáció, felismerés, pl. AB0 antigének) N glikozidok (pl. nukleotidok) Foszforilált szénhidrátok (energiatermelés, pl. glükóz 6 foszfát, ionizálás)

Szénhidrátok szerepe a felismerésben Membrán glikoproteinek alkalmasak egyedi információk hordozására Oligoszacharidok sokfélesége (monomerek, anomerek, elágazódási pontok)

Metabolikus folyamatok Pl. glikoprotein hormonok életideje (aszialoglikoprotein receptor) Lektinek szénhidrát feismerő fehérjék Sejtek összekapcsolása (pl. vörös vértestek) Nitrifikáló baktériumok megkötése Gonorrea (Neisseria gonorrhoeae) kitapadása Influenza vírus Megtermékenyítés (spermium petesejt kapcsolat)

Limfociták keringése, kitapadása (adhéziója) Homing receptor (lektin) Sérülés / gyulladás által kiváltott szelektin szintézis Szelektinek általi fehérvérsejt megkötés Szelektinek működésének megértése (vérrögképződés, gyulladás / fertőzésgátló) Idegrendszer fejlődése (idegsejtek specifikus adhéziója)

Lipidek Nem egységes szerkezet Apolárisak Hidrolizáló lipidek Neutrális zsírok Foszfatidok Nem hidrolizáló lipidek Szteroidok Karotenoidok

Nem hidrolizáló lipidek Szteroidok Szteránvázas vegyületek Hormonok (nemi hormonok, glükokortikoidok) Koleszterin (membránokban) Epesav Vitaminok (D vitamin)

Karotenoidok Apolárisak Izoprén egységek Konjugált kettős kötések Színanyagok, vitaminok Karotin, A vitamin, likopin A vitamin + opszin (rodopszin, lipoprotein)

Hidrolizáló lipidek Neutrális zsírok Glicerin zsírsavészterei Energiatárolás, F vitamin Telített zsírsavak (palmitinsav, sztearinsav) Szilárdak Állati zsírok Telítetlen zsírsavak (olajsav, linolénsav) Alacsonyabb o.p. Hidrogénezés (cisz zsírsavból telített zsírsavak) Transz zsírsavak (kedvezőtlen biológiai hatás)

Palmitinsav: Sztearinsav: Olajsav: Linolénsav: C16 C18 C18, egyszeresen telítetlen C18, kétszeresen telítetlen

Foszfolipidek (foszfatidok) Glicerin+két zsírsav+foszforsav (+szerves vegyület) Amfipatikusak Biológia membránok felépítése

Biológiai membránok Foszfolipid kettősréteg + fehérjék Határolószerkezetek (sejtek, kompartmentalizáció) Membránkapcsolt fehérjék (adhézió, enzimkatalízis, transzportfolyamatok)

fluid mozaik modell Kétdimenziós folyadék (vö. folyadékkristályok) Hőmérsékletfüggő (szol gél) Szabályozás (zsírsavkomponens, szteroidok) Szabad 2D (laterális) mozgás (dinamikus)

Gömbök (vizikulumok, micellák) Membránfúzió, szeparáció (osztódás, megtermékenyítés, fagocitózis) Membránfehérjék (felszíni és transzmembrán) integráns (amfipatikus, transzmembrán, csatorna) Felszíni (könnyen eltávolítható, hidrofil) Glikoproteinek, glikolipidek