Kpl 4

Proteiínit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka valmistuvat solun aminohapoissa solulimassa. Happi, hiili, vety typpi ja joskus myös rikkiatomit ovat aminohappojen rakennusaineita. Proteiinipitoinen ravinto on eläimille elintärkeää, sillä ne tarvitsevat proteiinia tuottaakseen aminohappoja. kasvit valmistavat aminohappoja glukoosista, joka on yhteyttämisen lopputuote.
Tumallisilla eliöillä on tuma, joka sijaitsee solussa. Tumassa sijaitsee perintoaines, joka on ensin ohuena rihmana eli kromatiinina ja jakautuneena ja pakkaantuneena sitä kutsutaan kromososmiksi. Soluissa on kahta nukleiinihappoa, DNA:ta ja RNA:ta. DNA pystyy monistumaan, se sisältää informaatiota ja sen sisältämä informaatio voi muuttua. Geneettinen kieli on kaikilla maailman eliöillä sama ja se on mahdollistanut evoluution.
DNA:n kemiallinen rakennenne on verrattavissa spiraalille kiertyneisiin tikapuihin. Poikkipuolat muodostuvat neljästä erilaisesta emäsosasta ja runko sokerista ja fosfaatista. DNA:n neljä erilaista emästä ovat adeniini, sytosiini, guaniini ja tymiini. Emäsosat ovat kiinni sokeriosassa ja näinollen muodostavat DNA:n kielen. Emäsosat muodostavat vain tietyllä tavalla pareja. Adeniini ja tymiini ovat yksi pari samoin guaniini ja sytosiini. Parien välissä on vetysidoksia.
RNA:n rakenne on erilainen. Siinä on riboosisokeria, ja tymiinin tilalla on urasiili. RNA on yleensä yksijuosteinen molekyyli toisin kuin DNA, joka on kaksijuosteinen.
RNA:ta on kolmea erilaista tyyppiä: siirtäjä- lähetti- ja ribosomi- RNA. Sen pää tehtävä on proteiinien rakentaminen.
Proteiinit valmistuvat soluissa proteiinisynteesissä. Se tapahtuu ribosomien pinnalla, DNA:n ohjeen mukaan.

1. kun solu tarvitsee jotakin proteiinia, valmistusohjeen sisältämä geeni aktivoituu. Entsyymit aukaisevat kaksoiskierteen oikean geenin kohdalta.
2. Lähetti- RNA rakentuu tumassa nukleotideistä entsyymien avulla geenin mukaiseksi.
3. Kun lähetti- RNA rakentuu DNA nauha sulkeutuu kaksoiskierteeksi.

Proteiini syntyy siten että lähetti- RNA tarttuu alkupäästä kiinni ribosomiin kunnes saavuttaa aloituskolmikon (AUG) lähetin tuoma viesti tulkitaan siirtäjämolekyylien avulla. Siirtäjän toiminta perustuu emäskolmikoihin ja sitä vastaavaan aminohappoon. Aminohappojen välille muodostuu peptidisidos.

Aminohappoketju ei ole valmis proteiini ennen kuin se on saanut kolmiulotteisen rakenteen. Proteiini voi olla rakenteeltaan primääri, sekundaari, tertiääri tai kvartaari.

tunti 4

Kpl 3.

Kaikkien eliöiden soluja ympäröi solukalvo. Sen lisäksi solukalvon ulkopuolella voi olla soluseinä, kasvisoluilla tämä rakentuu pääosin selluloosasta.

Lipidit (rasva-aineet) ovat yksinkertaisia orgaanisia molekyylejä, yleensä ne koostuvat hiilestä vedystä ja hapesta. Lipidit liukenevat huonosti veteen. Yleisimmät eliöissä esiintyvät lipidit:
1) fosfolipidit
2) triglyseridit
3) steroidit
4) karotenoidit

Fosfolipidit ovat tärkeimpiä solujen kalvorakenteiden rakennusaineita. Niiden toinen pää on sähköisesti varautunut mutta toinen ei. Sähköisesti varautunut pää on hydrofiilinen (vettä kohti hakeutuva) ja toinen pää hydrofobinen (Vettä karttava) täten kun fosfolipidit joutuvat veteen  tai vesiliuokseen ne muodostavat kaksikerroksisen kalvon.

Solukalvon rungon muodostaa kaksi fosfolipidi kerrosta
Lähde:http://www.nature.com/horizon/livingfrontier/background/images/membrane_f1.jpg

Solu kalvon tehtävä on rajata solun sisäinen tila ulkopuolisesta ja pitää solun olosuteet sopivina.
Kalvorakenteen, erityisesti solukalvon kehittyminen oli edellytys evoluution kuluessa monimutkaisempien solujen syntymiseen. Solukalvossa on proteiineja joiden avulla elimistö tunnistaa omat solut vieraista.
Lipidi- ja proteiinimolekyylit pystyvät liukumaan kalvolla. Tämä mahdollistaa solukalvon muuttumisen ilman vaurioitumista. Kalvoproteiinit ovat uponneina jommalle kummalle puolelle lipidikerroksia tai ulottuvat kokonaan läpi. Ne kuljettavat aineita, toimivat entsyymeinä, viestien vastaanottajina.
Solukalvo päästää joitain aineita soluun tai solusta ulos sekä myös pitää toiset aineet sen sisä- tai ulkopuolella, kuljetustapa riippuu aineen pitoisuudesta, kemiallisesta koostumuksesta, sähköisestä varauksesta ja molekyylin koosta.

Diffuusio: aineen siirtymistä suuremmasta pitoisuudesta pienempään pitoisuuteen. Tapahtumassa ei tarvita energiaa tällöin sitä kutsutaan passiiviseksi kulkeutumiseksi. Diffuusiota tapahtuu esimerkiksi ihmisen keuhkoissa.

Osmoosi: Vesi siirtyy aina laimeammasta liuoksesta väkevämpään. Osmoosikin on passiivista kulkeutumista.

Glukoosi sekä aminohapot ovat yleisiä solukalvon läpi kulkevia aineita, mutta ne ovat liian suuria mahtuakseen solukalvon aukoista eivätkä myöskään ole rasvaliukoisia joten ne eivät voi liikkua suoraan solukalvon läpi. Ne pystyvät siirtymään kalvon läpi avustetun diffuusion avulla. Tällöin kuljetettava aine liittyy väliaikaisesti kuljettaja proteiiniin, jotka päästää aineen irti solukalvon toisella puolella.

Elävät solut pystyvät siirtämään aineita pienemmän pitoisuuden puolelta suuremman pitoisuuden puolelle. Siirto tapahtuu kuljettaja proteiinin avulla, Solu joutuu käyttämään energiaa pystyäkseen siirtämään aineita solukalvon läpi. Tämän tapahtuman nimi on aktiivinen kuljetus.

Tehtävä 3 s.48

Pohdi mitä tapahtuu punasolulle kun se laitetaan
a. tislattuun veteen
b. 0,9 prosenttiseen NaCl liuokseen
c. 3,5 prosenttiseen NaCl liuokseen?

a. jos punasolu joutuu tislattuun veteen, alkaa solun sisälle virrata laimeampaa nestettä, jotta väkevyyserot tasoittuisivat nesteiden välillä. Tällöin punasolu pullistuu ja lopulta hajoaa. tämä tapahtuma tunnetaan myös hemolyysinä.

b.Punasolu itsessään sisältää 0,9-prosenttista suolaliuosta eli fysiologista suolaliuosta. solulle ei tapahdu mitään koska väkevyys erot ovat juuri olemattomat.

c. 3,5% liuos on Väkevämpää kuin punasoluille ideaali 0,9% liuos tämä johtaa siihen että puna solu painuu kasaan, koska solun sisältä siirtyy nestettä ulkopuoliseen väkevämpään liuokseen.

tunti 22.08.2013

Tunnilla käsiteltiin aineenvaihduntaa ja siinä erittäin tärkeässä osassa olevia entsyymejä. Aineenvaihdunnassa tapahtuu kahdenlaisia reaktioita, hajottavia eli katabolisia ja rakentavia eli anabolisia. Entsyymit nopeuttavat reaktioita, sillä muuten ne olisivat liian hitaita eli ne ovat katalyytteja.  Entsyymit ovat siis proteineja, jotka ovat geenien ohjeiden mukaan valmistettuja.

Substraatti, eli reagoiva aine kiinnittyy entsyymin aktiiviseen kohtaan, kun katylysointi alkaa. Reaktio alkaa ja substraatti muuttuu lopputuotteeksi. Entsyymimolekyylit eivät muutu reaktioissa, vaan voivat jatkaa katalysointia. Substraatti irtoaa molekyylistä. Kuitenkin tietynlainen entsyymi voi katalysoida vain tietynlaisia substraatteja, joten entsyymejä tarvitaan paljon erilaisia.

http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/aineistot/entsyymit/rakenne_3.html

On kuitenkin entsyymejä, jotka tarvivat toimiakseen erillistä osaa, jota kutsutaan kofaktoriksi. Se voi olla esimerkiksi vitamiini ja on entsyymin toiminalle välttämätön. Se muuttaa entsyymin aktiivisen kohdan substraatille sopivaksi ja näin reaktio voi tapahtua.

Entsyymien toimintaa estävia aineita kutsutaan inhibiittoreiksi. Ne vaikuttavat reaktioihin kolmella eri tavalla:

http://opinnot.internetix.fi/fi/muikku2materiaalit/lukio/bi/bi2/tehtavat/a01_entsyymin_toiminta/form/fi_image3

1. Inhibiittori kiinnittyy substraatin tilalle ja estää silloin substraattia kiinnittymästä. Esimerkiksi antibiotit toimivat näin ja estävät bakteerin toiminnan. 
2. Inhibiittori muuttaa entsyymin rakennetta, jolloin substraatti ei voi kiinnittyä entyymin aktiiviseen kohtaan. Esimerkiksi arsenikin toiminta perustuu tähän, sillä se estää soluissa tapahtuvat reaktiot ja aiheuttaa kuoleman
3. Luonnolliset inhibiittorit estävät entsyymin toiminnan solussa, jotta tasapaino säilyisi, eikä lopputuoteita tulisi liikaa

Entsyymejä on jokapäiväisessä elämässä, kuten esimerkiksi pyykinpesuaineissa. Myös laktoosittoman maidon valmistuksessa on käytetty hyväksi entsyymejä, jotka pilkkovat maitosokerin maidosta. 

Teht 2.

Omenalohko C : Lohko on juuri leikattu, eivätkä entyymit ole päässeet vielä vaikuttamaan sen ulkonäköön.

Omenalohko B: Lohko on keitetty kuumassa vedessä, joten sen entsyymit ovat tuhoutuneet kuumassa lämpötilassa.

Omenalohko A: Lohkossa entsyymit ovat alkaneet vaikuttaa ja saaneet aikaan lohkon värin muuttumisen ruskeaksi. 

Tunti 15.8.2013

Tunnilla tärkein opittu asia on yhteyttämisreaktio, jossa kasvit muodostavat vedestä ja hiilidioksiidista sokeria ravinnokseen ja happea.

Kuva täältä

Muita tärkeitä asioita ovat fotosynteesi eli valoenergian sitoutuminen orgaanisten yhdisteiden sidosenergiaksi,
kemosynteesi eli orgaaniset yhdisteet ovat valmistuneet hapettumalla epäorgaanisista yhdisteistä ilman valoenergiaa ja soluhengitys eli energian vapautuminen glukoosista. Solujen "akkuna" toimii ATP eli adenosiininitrifosfaatti, sillä sidokset voivat "latautua" uudestaan.

Fotosynteesissä on kaksi vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa tarvitaan valoreaktiota, joka tapahtuu lehtien viherhiukkasissa ja jonka aikaansaannoksena vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi ja valoenergia joka on Auringosta peräisin sitoutuu ATP:hen ja vety kuljettaa ATP:n pimeäreaktioon.
Pimeareaktio tapahtuu viherhiukkasten välitilassa, joka on nestemäinen. Energiaa reaktioon saadaan ATP-molekyyleistä ja reaktiotuotteena on glukoosia.

Kuva täältä

Kemosynteesissä käytetään hyväksi epäorgaanisia yhdisteitä, joita hapettamalla saadaan energiaa. Energian avulla valmistetaan hiilihydraatteja vedystä ja hiilidioksidista. Kemosynteesiä tapahtuu paikoissa, jossa Auringon valoa ei ole saatavilla. Esimerkiksi valtamerten syvänteissä.

Solujen käyttöön tuleva energia vapautuu soluhengityksessä. Solut käyttävät tavallisesti glukoosia energian lähteenä. Energia alkaa vapautua solulimassa ja jatkuu sitten mitokondriossa. Vapautuminen tapahtuu pikkuhiljaa, jotta energia saataisiin tehokkaasti talteen. Reaktiossa syntynyt energiaa siis muuttuu ATP-molekyylien energiaksi.

kuva täältä

Energian vapautumisessa on kolme eri vaihetta.

• Glykolyysi: Solulimassa tapahtuva reaktiosarja, jossa tarvitaan entsyymejä. Glukoosimolekyyli hajoaa kahdeksi puryvaattimolekyyliksi ja vapautuu vetyä. Vapautunut pieni määrä energiaa sitoutuu ATP-molekyyleihin. Tässä reaktiossa ei tarvita happea, eli se on anaerobinen.
• Sitruunahappokierto: Edellisessä vaiheessa syntyneet pyruvaattimolekyylit kuljetetaan sitruunahappokiertoon mitokondrion sisälle. Reaktiosarjassa syntyy vetyioneja ja elektroneja. Vapautunut energia sitoutuu ATP-molekyyleihin. Hiilidioksidia kasvit käyttävät fotosynteesissä ja eläimillä se siirtyy verenkiertoon.
• Elektroninsiirtoketju: Viimeisessä vaiheessa mitokondrion sisemmällä kalvolla vedynsiirtäjät kuljettavat ionit ja elektronit sinne. Elektronit kulkeutuvat kalvolla eteenpäin ja happi ottaa vetyelektronit ja pelkistyy ja muodostuu vettä. Runsaasti muodostunutta energiaa sitoutuu ATP-molekyyleihin.

Hiilihydraatit antavat soluille energiaa, jota tarvitsemme päivittäisessä elämässä. Jos kuitenkin hiilihydraatteja ja muita ravintoaineita saa liikaa, ne varastoituvat, sillä solujen ei tarvitse käyttää kuin tietty määrä ja ihminen alkaa lihoa.

Teht. 1

a) väärin
b) väärin
c) oikein
d) oikein
e) oikein
f) oikein
g) oikein
h) oikein
i) väärin
j) väärin 

tunti 14.8.2013

Tunnilla tärkein opittu asia oli eliöiden jakautuminen kahteen ryhmään ; esitumallisiin joihin kuuluvat arkit ja bakteerit sekä tumallisiin joihin puolestaan kuuluvat alkueliöt, sienet, eläimet ja kasvit. ´Solun tärkeimpiä rakenneosia ovat, eläinsolussa: solulima,tuma,solukalvo ja mitokondrio. Kasvisolussa edellisten lisäksi viherhiukkaset.

Orgaaninen yhdiste on solun kemiallinen yhdiste, joka  sisältää hiiltä. Esimerkiksi lipidit ovat orgaanisia yhdisteitä.

Solun toiminta perustuu kemiallisiin reaktioihin. Soluja voidaan sanoa kemiallisiksi tehtaiksi, ne valmistavat tuotteita perintötekijöiden (DNA:n) mukaan. Tuotteiden vamlmistamiseen tarvittavat  raaka-aineet Solut saavat ympäristöstään: kasvisolut  ilmasta ja maaperästä ja eläinsolut eläimen syömästä ravinnosta. Niistä solu valmistaa kemiallisissa prosesseissa erilaisia tuotteita. Tuotteiden valmistus vaatii myös energiaa, jota yhteyttävät kasvisolut ottavat auringon energiasta ja eläinsolut ottavat energiaa ravinnon mukana. Samalla syntyy myös jätettä josta osa on kelvollista raaka-aineeksi mutta osa voi olla jopa solulle haitallista, joten solu poistaa ne ulkopuolelleen.

Solun rakenne
lähde: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/Solun_rakenne.svg

mitokondrio: vapauttaa ravintoaineista energiaa.
Golgin laite: muokkaa ja pakkaa proteiineja
Tuma: sisältää geenit jotka ohjaavat solun toimintaa.
Ribosomi: osallistuu proteiinien valmistamiseen.
Keskusjyvänen: osallistuu solun jakautumiseen.

Solun sisältämät kemialliset yhdisteet: Vesi 75-90%, Muut epäorgaaniset yhdisteet 1-2%, Proteiinit 5-20%, Lipidit 1-2%, hiilihydraatit 1%, nukleiinihapot 1%