Informacije

21.2: Ugljikohidrati - Biologija

21.2: Ugljikohidrati - Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

vještine koje treba razviti

  • Navedite primjere monosaharida i polisaharida
  • Opišite funkciju monosaharida i polisaharida unutar ćelije

Najzastupljeniji biomolekuli na zemlji su ugljikohidratis. Sa hemijskog gledišta, ugljeni hidrati su prvenstveno kombinacija ugljika i vode, a mnogi od njih imaju empirijsku formulu (CH2o)n, gdje n je broj ponovljenih jedinica. Ovaj pogled ove molekule predstavlja jednostavno kao "hidratizirane" lance atoma ugljika u kojima se molekuli vode vezuju za svaki atom ugljika, što dovodi do izraza "ugljikohidrati". Iako svi ugljikohidrati sadrže ugljik, vodonik i kisik, postoje neki koji također sadrže dušik, fosfor i/ili sumpor. Ugljikohidrati imaju bezbroj različitih funkcija. Ima ih u izobilju u kopnenim ekosistemima, čije mnoge oblike koristimo kao izvore hrane. Ovi molekuli su također vitalni dijelovi makromolekularnih struktura koje pohranjuju i prenose genetske informacije (tj. DNK i RNK). Oni su osnova bioloških polimera koji daju snagu različitim strukturnim komponentama organizama (npr. celuloza i hitin), a primarni su izvor skladištenja energije u obliku škroba i glikogena.

Monosaharidi: The Sweet Ones

U biohemiji se ugljikohidrati često nazivaju saharidis, od grčkog sakcharon, što znači šećer, iako nisu svi saharidi slatki. Najjednostavniji ugljikohidrati nazivaju se monosaharidisili jednostavnim šećerima. Oni su građevni blokovi (monomeri) za sintezu polimera ili složenih ugljikohidrata, o čemu će se dalje raspravljati u ovom dijelu. Monosaharidi se klasifikuju na osnovu broja ugljenika u molekulu. Opće kategorije se identificiraju pomoću prefiksa koji označava broj ugljika i sufiksa –ose, što ukazuje na saharid; na primer, trioza (tri ugljenika), tetroza (četiri ugljenika), pentoza (pet ugljenika) i heksoza (šest ugljenika) (slika (PageIndex{1})). Heksoza D-glukoza je najzastupljeniji monosaharid u prirodi. Drugi veoma česti i rasprostranjeni monosaharidi heksoze su galaktoza, koja se koristi za proizvodnju disaharida mlečnog šećera laktoze i voćnog šećera fruktoze.

Slika (PageIndex{1}): Monosaharidi se klasifikuju na osnovu položaja karbonilne grupe i broja ugljenika u kičmi.

Monosaharidi sa četiri ili više atoma ugljika obično su stabilniji kada usvoje cikličke ili prstenaste strukture. Ove prstenaste strukture su rezultat kemijske reakcije između funkcionalnih grupa na suprotnim krajevima fleksibilnog ugljičnog lanca šećera, naime karbonil grupe i relativno udaljene hidroksilne grupe. Glukoza, na primjer, formira šestočlani prsten (slika (PageIndex{2})).

Slika (PageIndex{2}): (a) Linearni monosaharid (u ovom slučaju glukoza) formira cikličku strukturu. (b) Ova ilustracija pokazuje realističniji prikaz strukture cikličkog monosaharida. Imajte na umu da u ovim cikličkim strukturnim dijagramima atomi ugljika koji čine prsten nisu eksplicitno prikazani.

Vježba (PageIndex{1})

Zašto monosaharidi formiraju prstenaste strukture?

Disaharidi

Dva molekula monosaharida mogu se hemijski vezati i formirati disaharid. Naziv dat kovalentnoj vezi između dva monosaharida je glikozidna veza. Glikozidne veze se formiraju između hidroksilnih grupa dvaju molekula saharida, primjer sinteze dehidracije opisane u prethodnom dijelu ovog poglavlja:

monosaharid—OH+HO—monosaharid⟶monosaharid—O—monosaharid⨽⨼−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− disaharidmonosaharid—OH+HO —monosaharid⟶monosaharid—O—monosaharid⎵disaharid

Uobičajeni disaharidi su maltoza šećera u zrnu, napravljena od dva molekula glukoze; mlečni šećer laktoza, napravljen od molekula galaktoze i glukoze; i stolni šećer saharoza, napravljena od molekula glukoze i fruktoze (slika (PageIndex{3})).

Slika (PageIndex{3}): Uobičajeni disaharidi uključuju maltozu, laktozu i saharozu.

Polisaharidi, koji se nazivaju i glikani, su veliki polimeri sastavljeni od stotina monosaharidnih monomera. Za razliku od mono- i disaharida, polisaharidi nisu slatki i, generalno, nisu rastvorljivi u vodi. Kao i disaharidi, monomerne jedinice polisaharida su međusobno povezane glikozidnim vezama.

Polisaharidi su veoma raznoliki po svojoj strukturi. Tri biološki najvažnija polisaharida – skrob, glikogen i celuloza – sastoje se od ponavljajućih jedinica glukoze, iako se razlikuju po svojoj strukturi (slika (PageIndex{4})). Celuloza se sastoji od linearnog lanca molekula glukoze i uobičajena je strukturna komponenta ćelijskih zidova u biljkama i drugim organizmima. Glikogen i škrob su razgranati polimeri; glikogen je primarni molekul za skladištenje energije kod životinja i bakterija, dok biljke prvenstveno skladište energiju u škrobu. Orijentacija glikozidnih veza u ova tri polimera je također različita i kao posljedica toga, linearne i razgranate makromolekule imaju različita svojstva.

Modifikovani molekuli glukoze mogu biti osnovne komponente drugih strukturnih polisaharida. Primjeri ovih tipova strukturnih polisaharida su N-acetil glukozamin (NAG) i N-acetil muramska kiselina (NAM) koji se nalaze u peptidoglikanu bakterijskog ćelijskog zida. Polimeri NAG formiraju hitin, koji se nalazi u ćelijskim zidovima gljivica i u egzoskeletu insekata.

Slika (PageIndex{4}): Škrob, glikogen i celuloza su tri najvažnija polisaharida. U gornjem redu, heksagoni predstavljaju pojedinačne molekule glukoze. Mikrofotografije (donji red) prikazuju granule pšeničnog škroba obojene jodom (lijevo), granule glikogena (G) unutar ćelije cijanobakterije (u sredini) i vlakna bakterijske celuloze (desno). (kredit „granule joda”: modifikacija rada Kiselova Yurija; kredit „granule glikogena”: modifikacija rada Stöckel J, Elvitigala TR, Liberton M, Pakrasi HB; kredit „celuloza”: modifikacija rada Američkog društva za mikrobiologiju)

Vježba (PageIndex{2})

Koji su biološki najvažniji polisaharidi i zašto su važni?

  • Ugljikohidrati, najzastupljenije biomolekule na zemlji, organizmi naširoko koriste u strukturne svrhe i svrhe skladištenja energije.
  • Ugljikohidrati uključuju pojedinačne molekule šećera (monosaharidi) kao i dva ili više molekula koji su hemijski povezani glikozidne veze. Monosaharidi klasifikovani su na osnovu broja ugljenika u molekulu kao trioze (3 C), tetroze (4 C), pentoze (5 C) i heksoze (6 C). Oni su gradivni blokovi za sintezu polimera ili složenih ugljikohidrata.
  • Disaharidi kao što su saharoza, laktoza i maltoza su molekuli sastavljeni od dva monosaharida povezana glikozidnom vezom.
  • Polisaharidi, ili glikani, su polimeri sastavljeni od stotina monosaharidnih monomera povezanih glikozidnim vezama. Polimeri za skladištenje energije skrob i glikogen su primjeri polisaharida i svi su sastavljeni od razgranatih lanaca molekula glukoze.
  • Polisaharid celuloza je uobičajena strukturna komponenta ćelijskih zidova organizama. Drugi strukturni polisaharidi, kao što su N-acetil glukozamin (NAG) i N-acetil muramska kiselina (NAM), uključuju modifikovane molekule glukoze i koriste se u izgradnji peptidoglikana ili hitina.

Više izbora

Po definiciji, koje elemente sadrže ugljikohidrati?

A. ugljenik i vodonik
B. ugljenik, vodonik i azot
C. ugljenik, vodonik i kiseonik
D. ugljenik i kiseonik

C

Monosaharidi se mogu povezati kako bi formirali polisaharide formiranjem koje vrste veze?

A. vodonik
B. peptid
C. jonski
D. glikozidna

D

Matching

Spojite svaki polisaharid s njegovim opisom.

___chitinA. Polimer za skladištenje energije u biljkama
___glikogenB. strukturni polimer koji se nalazi u biljkama
___škrobC. strukturni polimer koji se nalazi u ćelijskim zidovima gljiva i egzoskeletima nekih životinja
___celulozaD. Polimer za skladištenje energije koji se nalazi u životinjskim ćelijama i bakterijama

C, D, A, B

Kratak odgovor

Šta su monosaharidi, disaharidi i polisaharidi?

Kritično mišljenje

Slika prikazuje strukturne formule glukoze, galaktoze i fruktoze. (a) Zaokružite funkcionalne grupe koje klasifikuju šećere ili aldozu ili ketozu i identifikujte svaki šećer kao jedan ili drugi. (b) Hemijska formula ovih jedinjenja je ista, iako je strukturna formula drugačija. Kako se zovu takva jedinjenja?

Prikazani su strukturni dijagrami za linearne i ciklične oblike monosaharida. (a) Koja je molekulska formula za ovaj monosaharid? (Izbrojite atome C, H i O u svakom da biste potvrdili da ova dva molekula imaju istu formulu i navedite ovu formulu.) (b) Identifikujte koja hidroksilna grupa u linearnoj strukturi prolazi kroz reakciju formiranja prstena sa karbonilnom grupom.

Termin "dekstroza" se obično koristi u medicinskim ustanovama kada se odnosi na biološki relevantan izomer monosaharida glukoze. Objasnite logiku ovog alternativnog imena.

Saradnik

  • Nina Parker (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) i Brian M. Forster (University Saint Joseph) sa mnogim autori doprinosi. Originalni sadržaj putem Openstaxa (CC BY 4.0; pristup besplatan na https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


21.2: Ugljikohidrati - Biologija

Audesirk / Audesirk: Život na Zemlji Poglavlje 21: Ishrana, probava i izlučivanje

Koji su nutrijenti potrebni životinjama?

A. Životinjske hranljive materije spadaju u pet glavnih klasa: ugljeni hidrati, lipidi, proteini, minerali, vitamini.

1. Ovi nutrijenti osiguravaju tijelu njegove osnovne potrebe: a. energije za pokretanje ćelijskog metabolizma i aktivnosti

b. hemijski gradivni blokovi, kao što su aminokiseline, za izgradnju složenih molekula jedinstvenih za svaki organizam

c. minerali i vitamini koji učestvuju u raznim metaboličkim reakcijama.

1. Složeni ugljeni hidrati su glavni izvor energije koja se unosi u organizam. Životinje, uključujući ljude, pohranjuju ugljikohidrat zvan glikogen (visoko razgranati lanac molekula glukoze) u jetri i mišićima. To se potom razgrađuje do glukoze, glavnog izvora energije koji je dostupan pojedinačnim stanicama.

2. Jednostavni šećeri nemaju vlakna niti vitamine i minerale.

1. Fosfolipidi i holesterol su važne komponente membrana, masti su rezerve energije i obezbeđuju izolaciju i amortizaciju.

2. Masti čine 40 posto američke prehrane, trebalo bi ih biti manje od 30 posto.

3. Tijelu je potrebno vrlo malo polinezasićenih masti za opskrbu esencijalnim masnim kiselinama, koje tijelo ne proizvodi samo. Ljudi nisu u stanju sintetizirati linolnu kiselinu, koja je potrebna za sintezu određenih fosfolipida, pa moramo nabaviti ovu esencijalnu masnu kiselinu.

4. Holesterol se koristi u sintezi žučnih kiselina i polnih hormona, ali previše uzrokuje oštećenje cirkulacijskog sistema.

1. Razgradnjom proteina nastaje otpadni proizvod urea koji se filtrira iz krvi putem bubrega. Specijalizovane dijete u kojima su proteini glavni izvor energije stvaraju dodatni stres za bubrege. Glavna uloga proteina u ishrani je izvor aminokiselina za stvaranje novih molekula.

2. Od dvadeset različitih aminokiselina u proteinima, devet je esencijalno. Odnosno, mora se ishraniti hranom kao što su meso, mlijeko, jaja, kukuruz, pasulj i soja. Budući da mnogim biljnim proteinima nedostaju neke od esencijalnih aminokiselina, pojedinci na vegetarijanskoj prehrani moraju uključiti razne biljke čiji proteini zajedno neće pružiti sve, ili će riskirati nedostatak proteina.

1. Životinje zahtijevaju široku paletu minerala koji su mali neorganski molekuli i elementi

2. Minerali se moraju dobiti putem ishrane, bilo iz hrane ili rastvorenih u vodi.

3. Potrebni minerali uključuju:

a. Ca, Mg, P (kosti i zubi)

b. Na, K (kontrakcija mišića i provođenje nervnih impulsa)

c. Fe (proizvodnja hemoglobina)

d. I (nalazi se u hormonima koje proizvodi štitna žlijezda)

e. Potrebne su i količine cinka, bakra i selena u tragovima.

1. Ljudima su potrebne male količine od najmanje trinaest organskih molekula zvanih vitamini da pomognu u ćelijskom metabolizmu.

2. Vitamini se ne mogu sintetizirati u tijelu (u adekvatnim količinama) i moraju se unositi iz hrane.

3. Ljudski vitamini su grupisani u dvije kategorije: rastvorljivi u vodi i rastvorljivi u mastima.

4. Vitamini rastvorljivi u vodi uključuju vitamin C i jedanaest različitih jedinjenja koji čine kompleks vitamina B koji se rastvara u krvi i izlučuje putem bubrega. Ovi vitamini općenito djeluju zajedno s enzimima kako bi promovirali kemijske reakcije koje opskrbljuju energiju ili sintetiziraju materijale.

5. Vitamini rastvorljivi u mastima A, D, E i K mogu se skladištiti u tjelesnoj masti i mogu se akumulirati u tijelu tokom vremena. Konkretno, vitamin K pomaže u regulaciji zgrušavanja krvi, a vitamin A se koristi za proizvodnju vizualnog pigmenta za oko. Vitamini rastvorljivi u mastima mogu biti toksični ako se konzumiraju u previsokim dozama.

O. Rani ljudi jeli su voće i povrće, a današnji ljudi jedu hranu punu masti, šećera i soli.

B. Preporučene proporcije u ljudskoj ishrani su:

1. Složeni ugljeni hidrati: 58-60%

2. Proteini: 12-15%

3. Masti i ostali lipidi: 20-25%

C. Uravnotežena ishrana će normalno zadovoljiti sve zahteve za ovim supstancama. Prekomerni unos je u najmanju ruku rasipnički, au najgorem slučaju štetan.

A. Energija u nutrijentima se meri u kalorijama. Kalorija je količina energije potrebna da se temperatura 1 grama vode podigne za 1 stepen Celzijusa. Sadržaj kalorija u hrani se mjeri u jedinicama kalorija (1000 kalorija).

B. Da bi se održala prihvatljiva težina, kalorijski unos mora uravnotežiti izlaznu energiju. Ljudsko tijelo u mirovanju sagorijeva 1550 kalorija dnevno. Vježbanje značajno povećava potrebe za kalorijama.

C. Kalorične potrebe se mogu procijeniti množenjem željene težine sa 10 (neaktivna osoba), ili 15 (umjereno aktivna), ili 20 (veoma aktivna), a zatim oduzimanjem od 0 do 400 u zavisnosti od starosti.

Uzrast 25-34 oduzmi nulu.

Godine 35-44 oduzmite 100

Uzrast 45-54 oduzmi 200.

Godine 55-64 oduzmite 300.

Preko 65 oduzmi 400.

D. Gojaznost je višak masnoće u masnom tkivu organizma po definiciji taj termin se primjenjuje na osobe koje su 25 posto teže od idealnog.

Ishrana i organski metabolizam

A. Molekuli hranljivih materija se mešaju i menjaju kada se apsorbuju.

B. Ubrzo nakon obroka, nivo ugljikohidrata raste, neki se pretvaraju u masti za skladištenje, a drugi se pretvaraju u glikogen u jetri i mišićnom tkivu.

C. Između obroka, nivoi glukoze se održavaju razgradnjom rezervi glikogena u jetri i aminokiseline se pretvaraju u glukozne masne kiseline iz masti koje ćelije mogu direktno koristiti za energiju.

D. Jetra je vrijedan organ za pretvaranje nutrijenata i detoksikaciju hemikalija.

1. Probavni sistem je unutrašnji prostor ili cijev sa specijalizovanim regijama za transport, obradu i skladištenje hrane. a. Nepotpun probavni sistem ima jedan otvor.

b. Kompletan probavni sistem je cijev sa dva otvora, koji omogućavaju da se hrana kreće u jednom smjeru kroz lumen.

2. Probavni sistem obavlja ovih pet funkcija:

a. Gutanje: hrana se mora unijeti u probavni organ

b. Mehanički slom: hrana se mora fizički razbiti na komade, pomiješati i transportirati.

c. Hemijska razgradnja: čestice hrane moraju biti izložene enzimima i hormonima koji uzrokuju razgradnju velikih molekula na manje molekule sposobne da pređu sluznicu crijeva.

d. Apsorpcija: male molekule se moraju transportovati iz organa za varenje u krv i limfu.

e. Eliminacija je izbacivanje nesvarenih i neapsorbiranih ostataka na kraju crijeva.

1. Unutarćelijska probava: jednom kada je proguta ćelija, hrana je zatvorena u vakuoli hrane. Vakuola za hranu se kasnije spaja sa lizosomima i hrana se razlaže unutar vakuole na manje molekule koji se mogu apsorbovati u ćelijsku citoplazmu.

2. Ekstracelularna probava:

a. Gastrovaskularna šupljina koja se nalazi kod cnidarija, kao što su morska anemona, hidra i meduze, je oblik ekstracelularne probave. Hrana zarobljena ubodnim pipcima unosi se u gastrovaskularnu šupljinu gdje je enzimi razgrađuju. Ćelije koje oblažu šupljinu apsorbiraju hranjive tvari i gutaju male čestice hrane gdje se daljnja probava odvija unutarćelijskom probavom. Nesvareni ostaci se na kraju izbacuju kroz isti otvor kroz koji su ušli.

b. Probava u cijevi: ljudi i drugi kralježnjaci imaju cjevaste probavne trakte s nekoliko odjeljaka u kojima se hrana prvo fizički, zatim kemijski razgrađuje prije nego što je apsorbiraju pojedinačne stanice. Životinje s cjevastim probavnim traktom koriste ekstracelularnu probavu za razgradnju svoje hrane.

3. Regionalna specijalizacija korelira sa ponašanjem u hranjenju.

a. Preživari (na primjer, krave) mogu stalno jesti travu i imati više želudaca za varenje celuloze.

b. Želuci preživara imaju četiri komore. Prva komora, burag, evoluirala je u masivnu fermentacijsku bačvu koja uključuje mnoge vrste bakterija i cilijata koje napreduju u obostrano korisnom odnosu sa preživačem. Ovi mikroorganizmi proizvode celulazu, enzim koji razgrađuje celulozu na šećere koji se nalaze u njoj.

c. Životinje s diskontinuiranim navikama u ishrani mogu imati organe za skladištenje. tj. vjeverice

Ljudski probavni sistem (Tabela 29-6)

Poglavlje 21 Odjeljak 3 / Laboratorijski priručnik Poglavlje 17.1

O. Ljudski probavni sistem je duži od 20 stopa.

1. Specijalizovane regije uključuju usta, ždrijelo, jednjak, želudac, tanko crijevo, debelo crijevo, rektum i anus.

2. Pomoćne žlezde uključuju pljuvačne žlezde, jetru (sa žučnom kesom) i pankreas.

Urinarni sistem i homeostaza

A. Zapreminu i sastav ekstracelularne tečnosti, koja se sastoji od intersticijske tečnosti koja okružuje žive ćelije i krvi u krvnim sudovima, urinarni sistem održava u podnošljivim granicama.

B. Urinarni sistem sisara pomaže u održavanju homeostaze na nekoliko načina:

1. Reguliše nivo jona u krvi kao što su natrijum, kalijum, hlorid i kalcijum.

2. Reguliše sadržaj vode u krvi

3. Održava odgovarajući pH krvi.

4. Zadržavanje važnih nutrijenata kao što su glukoza i aminokiseline u krvi.

5. Luči hormone kao što je eritropoetin koji stimuliše proizvodnju crvenih krvnih zrnaca

6. Eliminiše ćelijske otpadne proizvode kao što je urea.

1. Voda se dobija pomoću dva procesa: a. Apsorpcija vode iz tečnosti i čvrste hrane se dešava u gastrointestinalnom traktu.

b. Metabolizam nutrijenata daje vodu kao nusproizvod.

2. Voda se gubi kroz najmanje četiri procesa:

a. Izlučivanje vode se ostvaruje izlučivanjem urina.

b. Isparavanje se događa sa respiratornih površina i kroz kožu.

c. Znojenje se javlja na površini kože.

d. Eliminacija vode u fecesu je normalna pojava.

D. Dobici i gubici rastvora

1. Otopine se dodaju unutrašnjem okruženju pomoću četiri procesa: a. Hranljive materije, mineralni joni, lekovi i aditivi u hrani apsorbuju se u gastrointestinalnom traktu.

b. Sekret iz endokrinih žlijezda dodaje hormone.

c. Disanje dovodi kiseonik u krv.

d. Reakcije metabolizma doprinose otpadnim proizvodima.

2. Mineralni joni i metabolički otpad se gube na ova tri načina:

a. Izlučivanjem mokraće se odlaže amonijak (nastao od aminokiselina), urea (nastala u jetri spajanjem dva amonijaka) i mokraćna kiselina (iz nukleinskih kiselina).

b. Disanjem se odlaže ugljični dioksid, najzastupljeniji metabolički otpad.

c. Znojenje dovodi do gubitka mineralnih jona.

Urinarni sistem sisara

1. Bubrezi (2) filtriraju različite tvari iz krvi.

a. Većina filtrata se vraća u krv, a oko 1 posto završava kao urin.

b. Bubrezi regulišu volumen i koncentraciju otopljene tvari u ekstracelularnoj tekućini.

2. Urin teče iz svakog bubrega kroz mokraćovod u mokraćnu bešiku (za skladištenje), a zatim izlazi iz tela kroz uretru.

3. Mokrenje je refleksna reakcija, ali se može kontrolirati nervnim i mišićnim aktivnostima.

Struktura i funkcija bubrega

O. Svaki bubreg je struktura u obliku pasulja veličine šake.

1. Čvrsti sloj vezivnog tkiva, bubrežna kapsula, prekriva svaki bubreg.

2. Unutra se nalazi spoljna regija korteksa koja prekriva region medule.

3. Nefroni koji se sastoje od krvnih kapilara i tubula filtriraju vodu i otopljene tvari iz krvi i vraćaju veliki dio.

B. Funkcionalne jedinice bubrega Nefroni

1. Filtracija se događa u glomerulu, klupku kapilara smještenom u Bowmanovoj kapsuli.

2. Bowmanova kapsula prikuplja filtrat i usmjerava ga kroz kontinuirane nefronske tubule: proksimalni -> petlja Henle -> distalni -> sabirni kanal.

3. Kapilare izlaze iz glomerula, konvergiraju, zatim se ponovo granaju u peritubularne kapilare oko tubula nefrona, gdje učestvuju u povratu vode i esencijalnih otopljenih tvari.

Procesi formiranja urina, pregled

1. Prilikom filtracije, krvni pritisak se prisiljava da se filtrira iz glomerularnih kapilara u Bowmanovu kapsulu, a zatim u proksimalni tubul.

a. Krvne ćelije, proteini i druge velike otopljene tvari ne mogu proći kroz zid kapilara u kapsulu.

b. Voda, glukoza, natrijum i urea se istiskuju.

2. Reapsorpcija se odvija u tubularnim dijelovima nefrona, gdje se voda i otopljene tvari kreću preko zida cijevi, iz nefrona u okolne kapilare.

3. Sekret pomiče supstance iz kapilara u zidove nefrona.

a. Kapilare koje okružuju nefrone luče suvišne količine jona vodonika i kalijevih jona u tubule nefrona.

b. Ovaj proces također oslobađa tijelo od lijekova, mokraćne kiseline, produkata razgradnje hemoglobina i drugog otpada.

4. Urin može postati koncentrisan jer postoji osmotski gradijent koncentracije soli i ureje u intersticijskoj tekućini koja okružuje Henleovu petlju.

A. Faktori koji utječu na filtraciju

1. Bubrezi mogu preraditi oko 125 ml (oko 4 oz) krvi svake minute zbog dva faktora: a. Glomerularne kapilare su visoko propusne za vodu i male otopljene tvari.

b. Krv ulazi u glomerul pod visokim pritiskom, te arteriole imaju širi prečnik od većine arteriola.

2. Brzina kojom bubrezi filtriraju određenu zapreminu krvi zavisi od protoka krvi kroz njih i brzine reapsorpcije u tubulima funkcionišu neuronske i hormonske kontrole.

B. Reapsorpcija vode i natrijuma

1. Mehanizmi unutar bubrega pažljivo regulišu izlučivanje i zadržavanje supstanci na osnovu unosa i tjelesnih potreba. a. Joni natrijuma se pumpaju iz proksimalnog tubula (filtrata) u intersticijsku tekućinu koja okružuje peritubularne kapilare.

b. Značajne količine vode teče pasivno niz gradijent koji je stvoren.

c. U silaznom dijelu Henleove petlje voda izlazi putem osmoze, ali se u uzlaznom dijelu pumpa natrijum.

d. Ova interakcija udova petlje proizvodi vrlo visoku koncentraciju otopljene tvari u dubljim dijelovima bubrežne moždine i isporučuje prilično razrijeđen urin u distalni tubul.

2. Hormonski izazvana prilagođavanja

a. Antidiuretski hormon (ADH) iz stražnje hipofize se luči kao odgovor na smanjenje ekstracelularne tekućine ADH uzrokuje da distalni tubuli i sabirni kanali postanu propusni za vodu, koja se pomiče natrag u krvne kapilare i time omogućava da se više vode reapsorbira iz urina .

b. Kada nivo natrijuma padne, smanjuje se i količina ekstracelularne tečnosti, što pokreće određene ćelije bubrega da luče renin, koji deluje na korteks nadbubrežne žlezde i oslobađa aldosteron, koji podstiče reapsorpciju natrijuma.

c. Kada koncentracija otopljene tvari u ekstracelularnoj tekućini poraste, centar za žeđ hipotalamusa reagira smanjenjem proizvodnje pljuvačke, uzrokujući žeđ.

C. Regulacija krvnog pritiska i sadržaja kiseonika

1. Dva hormona koje proizvode bubrezi su važna u regulaciji krvnog pritiska i kapaciteta za nošenje kiseonika u krvi, renina i eritropoetina.

2. Kada krvni pritisak padne, bubrezi oslobađaju renin u krvotok. Renin djeluje kao enzim koji katalizuje stvaranje drugog hormona angiotenzina. Angiotenzin zauzvrat uzrokuje sužavanje arteriola povećavajući krvni tlak.

3. Konstrikcija arteriola koje prenose krv u bubrege također smanjuje brzinu filtracije krvi uzrokujući da se manje vode uklanja iz krvi. Zadržavanje vode uzrokuje povećanje volumena krvi, a time i povećanje krvnog tlaka.

4. Kao odgovor na nizak nivo kiseonika u krvi, bubrezi oslobađaju drugi hormon eritropoetin. Eritropoetin putuje u krvi do koštane srži gdje stimulira bržu proizvodnju crvenih krvnih stanica čija je uloga transport kisika.

A. Zadržavanje viška natrijuma i vode može dovesti do hipertenzije.

B. Naslage mokraćne kiseline, kalcijumovih soli i drugih otpadnih materija mogu se taložiti u bubrežnoj zdjelici i formirati kamence u bubregu. Jao.

C. Mašine za dijalizu bubrega su potrebne ako se izgubi normalna kontrola zapremine i sastava ekstracelularne tečnosti.

1. Kod hemodijalize, aparat se povezuje direktno na krvni sud za četvorosatni tretman, tri puta nedeljno.

2. Kod peritonealne dijalize, tečnost se stavlja u trbušnu šupljinu pacijenta da služi kao medij za membransku dijalizu, a zatim se drenira nakon nekog vremena.

Održavanje osnovne tjelesne temperature

O. Mnogi različiti fiziološki i bihevioralni odgovori pomažu u održavanju unutrašnje temperature tijela.

B. Temperature pogodne za život

1. Enzimi ostaju funkcionalni u rasponu od 0 do 40 o C.

2. Iznad 41 o C dolazi do denaturacije, što enzim čini neefikasnim.

3. Niže temperature možda neće poremetiti aktivnost, ali je usporiti za pola za svakih 10 stepeni.

1. Zračenje je dobijanje toplote iz nekog izvora, odnosno gubitak toplote iz tela u okolinu u zavisnosti od temperature okoline.

2. Kondukcija je prijenos topline s jednog objekta na drugi kada su u direktnom kontaktu, kao kada čovjek sjedi na hladnom (ili vrućem!) betonu.

3. Konvekcija je prijenos topline putem fluida koji se kreće kao što je zrak ili voda.

4. Isparavanje je proces u kojem zagrijana supstanca prelazi iz tečnog u plinovito stanje, uz gubitak topline u okolinu.

Klasifikacija životinja na osnovu temperature

1. Životinje s niskim metabolizmom dobivaju toplinu iz okoline.

2. Ektoterme, kao što su gušteri, prilagođavaju promjenjive vanjske temperature u onome što nazivamo regulacijom temperature ponašanja.

1. Endoterme stvaraju toplotu iz metaboličke aktivnosti i takođe vrše kontrolu nad očuvanjem i disipacijom toplote.

2. Endoterme imaju prilagodbe kao što su perje, krzno ili masnoća da smanje gubitak toplote, a takođe prilagođavaju svoje ponašanje kretanjem ispod zemlje tokom dnevne vrućine, na primer.

C. Heteroterme, kao što je kolibri, stvaraju tjelesnu toplinu tokom svojih aktivnih perioda, ali liče na ektoterme u vrijeme neaktivnosti.

D. Upoređene termičke strategije

1. Ektotermi su u prednosti u tropima gdje ne moraju trošiti mnogo energije da bi održali tjelesnu temperaturu.

2. Endoterme imaju prednost u umjerenim do hladnim postavkama.

Regulacija temperature kod sisara

A. Odgovori na hladni stres

1. Sisavci reaguju na hladnoću sužavanjem glatkih mišića u krvnim sudovima kože (periferna vazokonstrikcija), što usporava gubitak toplote.

2. U pilomotornom odgovoru, dlake ili perje postaju uspravniji kako bi stvorili sloj mirnog zraka koji smanjuje konvektivne i radijacijske gubitke topline.

3. Ritmički tremor (drhtavica) je uobičajena reakcija na hladnoću, ali nije efikasan dugo i ima visoku metaboličku cijenu.

4. Hibernirajući sisari mogu proizvesti toplotu bez drhtanja hormonskom stimulacijom specijalnog smeđeg masnog tkiva.

5. Hipotermija je stanje u kojem temperatura jezgre padne ispod normalne, što može dovesti do oštećenja mozga, a smrzavanje je lokalizirana smrt stanica uslijed smrzavanja.

B. Odgovori na toplotni stres

1. Periferna vazodilatacija je proširenje promjera krvnih žila kako bi se omogućilo većim količinama krvi da dođu do kože i odvode toplinu.

2. Gubitak toplote isparavanjem znojenjem je uobičajen i očigledan mehanizam hlađenja.

3. Dahtanje koriste životinje sa vrlo malom sposobnošću da se znoje.

4. Hipertermija je porast unutrašnje temperature, sa razornim efektima.

1. Tokom groznice, hipotalamus resetuje tjelesni "termostat" na novu privremenu temperaturu jezgre. a. Na početku groznice, gubitak toplote se smanjuje, a proizvodnja toplote se povećava, osoba se oseća hladno.

b. Kada groznica prestane, periferna vazodilatacija i znojenje se povećavaju dok tijelo pokušava smanjiti temperaturu jezgra na normalu.

2. Čini se da kontrolisano povećanje telesne temperature (u granicama) tokom groznice pojačava imuni odgovor tela.

Autorska prava 2000. Steven Wormsley
Posljednje ažurirano 5. januara 2000. od strane Stevena Wormsleya


Biljke su uzgajane na temperaturama od 15 i 25 °C sa dvije stope opskrbe dušikom. Mjerene su promjene suhe mase, površine listova, broja ćelija, srednjeg volumena ćelije, rastvorljivih ugljikohidrata i ukupne koncentracije dušika u kotiledonima, prvom i drugom paru pravih listova i skladišnom korijenu. Promjene u broju ćelija i volumenu ćelija prvog para pravih listova i korijena za skladištenje biljaka također su mjerene na 11, 18, 25 i 32 °C.

Rast lista prije otvaranja uglavnom je bio povećanjem broja ćelija, a nakon otvaranja povećanjem srednjeg volumena ćelija, dok je rast skladišnog korijena bio gotovo u potpunosti povećanjem broja ćelija. Stope diobe i širenja stanica bile su najbrže na 25 °C, ali su početno visoke stope diobe stanica u terminalnom pupoljku i u pojedinačnim listovima brzo opadale i veće stope su se održavale na podoptimalnim temperaturama, tj. 15 i 18 °. C. Nakon početnog perioda sporog rasta, prvoformirani listovi su rasli brže i postali veći na 15 nego na 25 °C. Listovi su nastajali, razvijali se, brže rasli i postajali sve veći s povećanjem vanjske koncentracije dušika, jer su se ćelije brže dijelile i širile, pa je dušik povećavao broj i veličinu stanica.

Koncentracija šećera bila je veća na 15 nego na 25 °C u listovima, ali ne i u korijenu za skladištenje. Koncentracija šećera u peteljkama prvog i drugog para pravih listova povećana je na 1,2 odnosno 2,0 posto svježe mase. Smanjena opskrba dušikom privremeno je povećala koncentraciju šećera u peteljkama kotiledona i hipokotilu sadnice, ali je kasnije smanjila u listovima i korijenu skladištenja. Koncentracija dušika bila je veća u listovima i korijenu skladištenja na 15 nego na 25 °C s većom opskrbom dušikom. Koncentracije dušika bile su slične u mladim listovima svih tretmana, ali kako se veličina listova povećavala, koncentracija dušika se najbrže smanjivala na 25 °C sa manjom opskrbom dušikom.

Predlaže se da kada se povećana proizvodnja listova i rast skladišnog korijena javljaju na temperaturama ispod optimalnog rasta (25 °C), to može biti posljedica efekta povećane opskrbe ugljikohidratima na diobu stanica i skladištenje šećera.


Pronalaženje ključeva za CAR: Identificiranje novih ciljnih antigena za imunoterapije s preusmjeravanjem T ćelija

Onkološka imunoterapija je značajan napredak u liječenju raka i uključuje iskorištavanje i preusmjeravanje imunološkog odgovora pacijenta na vlastiti tumor. Specifično prepoznavanje i eliminacija tumorskih ćelija je prvi put predloženo pre više od jednog veka sa teorijom terapije „čarobnog metka“ Paula Erlicha. U prošlim decenijama, ciljanje na antigene raka preusmjeravanjem T ćelija s antitijelima koristeći ili bispecifične T ćelije koje angažuju (BiTEs) ili himerni antigen receptor (CAR) T ćelijsku terapiju postiglo je impresivne kliničke odgovore. Uprkos nedavnim uspjesima u hematološkim karcinomima, povezanim sa visokim i ujednačeno izraženim antigenom CD19, efikasnost terapije T ćelijama kod solidnih karcinoma bila je razočaravajuća, dijelom zbog bijega antigena. Usmjeravanje na heterogene solidne tumore terapijama T ćelija zahtijevaće identifikaciju novih tumorskih specifičnih ciljeva. Ove mete se mogu naći među nizom antigena izraženih na površini ćelije, uključujući proteine, glikolipide ili ugljikohidrate. U ovom pregledu ćemo predstaviti trenutnu klasifikaciju ciljnih antigena tumora, skicirati postojeće pristupe otkrivanju novih ciljnih antigena tumora i razmotriti razmatranja za budući dizajn antitela sa fokusom na njihovu upotrebu u CAR T ćelijama.

Ključne riječi: Bi-specifične T ćelije Engager (BiTE) antigen selekcija antigena ekran ćelije površinski antigen himerni antigen receptor T ćelije (CAR T) glikomika imunoterapija lipidomika onkologija prikaz faga proteomika ciljni antigen.

Izjava o sukobu interesa

Figure

Generacije himernog antigena…

Generacije himernih antigenskih receptora (CAR). Dizajn automobila se razlikuje na osnovu…

Uobičajena antitijela i fragmenti antitijela…

Uobičajena antitijela i fragmenti antitijela koji se mogu stvoriti za validaciju ciljnih antigena.…


Proizvodnja biljaka muške sterilnosti | Genetika

U ovom članku ćemo raspravljati o strategiji genetskog inženjeringa za proizvodnju biljaka muške sterilnosti.

Ostvaren je veliki napredak u ekspresiji gena specifičnih za ćelije i tkivo i otkrivanje novih gena koji potencijalno mogu izazvati ablaciju tkiva putem genetskog inženjeringa dovelo je do uspješne proizvodnje muških sterilnih biljaka djelomično ili u potpunosti. Osnovni koncept prilagođen u strategiji je ciljanje ekspresije gena koji kodira citotoksični pod kontrolom promotora specifičnog za prašnik.

Tapetalne ćelije su ciljane i uzrokuju disfunkciju ili razgradnju ključnih molekula unutar ćelija tapeta što dovodi do nefunkcionalnog polenovog zrna, što rezultira muškim sterilnim linijama.

Prema studijama, sljedeći izvještaji su uključeni u proizvodnju muških sterilnih biljaka:

(a) Tapetum specifična ekspresija enzima citotoksične degradacije koristeći sistem barnaze RNase.

(b) Prerano otapanje zida kaloze mikrosporocita što dovodi do muškog steriliteta.

(c) Inhibicija proizvodnje određenog enzima ili proteina antisens tehnologijom.

(d) Indukcija mitohondrijalne disfunkcije transgenskom ekspresijom neuređene RNK.

U jednom od najranijih transgenih radova o indukciji muškog steriliteta, sintetički gen RNA-T1 iz gljive Aspergillus oryzae koristi Quacus (1998). U drugom pokušaju prerano otapanje zida kaloze rezultiralo je muškim sterilitetom u transgenom duhanu.

Prije mejoze, (kod kritosjemenjača) mikrospore sintetiziraju taloženje kaloze se nastavlja kroz mejozu i mikrospora je okružena kalozom. Zid kaloze se raspada nakon mejotskog procesa. Na primjer, muški sterilitet petunije pripisuje se ranoj pojavi aktivne kaloze i β-1,3-glukanaze u lokuli prašnika.

Kao posljedica toga, to je dovelo do prijevremenog rastvaranja zida kaloze koji okružuje ćelije mikrospora. Transgeni duhan koji eksprimira modificiranu glukanazu iz tapetum specifičnih pro­motera doveo je do preranog rastvaranja kaloze nakon profaze I mejotičkog stadija. Transgeni duhan pokazuje smanjeni muški sterilitet, u rasponu od potpunog do djelomičnog muškog steriliteta.

Ovo pokazuje da je prerana degradacija kaloze dovoljna da izazove muški sterilitet i sugeriše da je kaloza neophodna za formiranje normalnog ćelijskog zida mikrospora. Kaloza nije baš dio ćelijskog zida, ali sudjeluje u stvaranju fizičke barijere protiv patogenog napada, a također sprječava svu koheziju i fuziju.

TA 29 Barnase muška sterilnost:

Jedan od najefikasnijih i klasičnih slučajeva indukcije muškog steriliteta izveden je potpunim uništenjem molekula RNK u ćelijama tapetala. Demonstrirano je da se himerna RNaza i gen barnaze pokreću pod kontrolom promotora specifičnog za tapetum TA 29.

Gdje može izazvati muški sterilitet kod duhana i uljane repice. Tkivo specifičan TA 29 gen je visoko regulisan i specifično eksprimiran u tapetum ćelijama antera. Ekspresija spojenog gena TA 29 barnaze posljedično djeluje kao citotoksično i selektivno uništava sloj tapetalne ćelije potpunom eliminacijom RNA molekula.

Tapetalna ćelija je nutritivni sloj koji okružuje polenovu vrećicu u razvoju polena prašnika koji zahtijeva ishranu dobivenu iz stanica tapeta. Zbog toga će se uništavanjem tapetalnih ćelija prekinuti opskrba hranom, zaustaviti razvoj polena ili će se formirati nefunkcionalni polen za proizvodnju sterilnih biljaka.

Uništavanje tapetuma pomoću RNase i RNase T1 gena koji potiče od bakterije Bacillus amyloliquefaciens i gljive Aspergillus oryzae, respektivno. Ista kombinacija gena TA 29 RNase izazvala je ste­rility također je proizvedena u kukuruzu i drugim vrstama povrća.

TA 29 Barstar Male Fertility:

Ekspresija novog gena poznatog kao barstar koji potiče od iste bakterije Bacillus amyloliquefaciens dovodi do proizvodnje normalne muške plodne biljke bez ometanja njenog razvoja polena. Bacillus amyloliquefaciens koji eksprimira gen barnaze ima odgovarajući protein inhibitor koji se zove barstar. Barstar se proizvodi intracelularno i štiti bakterije od štetne uloge koju igra barnaza formiranjem stabilnog kompleksa sa barnazom u cito i shyplazmi.

Gen od 1,5 kilobaze barstar je fuzionisan sa tapetum specifičnim TA 29 genom uzvodno frag­ment koji obuhvata sve regulatorne segmente ciljane za tapetum specifičnu ekspresiju. Mariani et al., 1992. uveli su TA 29 barstar u uljanu repicu korištenjem Agrobacterium Ti plazmida i biolofaznog selektabilnog markerskog gena. Transformanti koji ekspresiraju Barstar bili su muški plodni, proizvodili su normalnu prašnicu sa dobro razvijenim ćelijama tapeta prašnika.

Restauracija plodnosti po sistemu Barnase-Barstar:

Kada se izazove muški sterilitet, biljke se mogu iskoristiti za uvođenje hibridne proizvodnje sjemena i biljke se održavaju kao muške sterilne linije. Obnavljanje plodnosti je postignuto ukrštanjem muških sterilnih biljaka sa muškim plodnim biljkama koje eksprimiraju gen barstar.

Da bi se utvrdilo da li ekspresija gena TA 29 barstar može inhibirati aktivnost barnaze u tapetalnim stanicama i dovesti do obnove plodnosti muškaraca, Mariami je odabrao TA 29 barstar gen koji sadrži muške plodne biljke i ukrštao se s muškim sterilnim roditeljskim biljkama koje eksprimiraju TA 29 baranse jednu kopiju zametnih linija.

I barnaza i gen barnaza ko-eksprimirani specifično u tapetalnim ćelijama antera doveli su do formiranja stabilnog kompleksa barnaza-barnaza. U Fi potomstvu odnos plodnih i sterilnih bi bio 2:1. Svi F1 potomci ukrštanja koji su eksprimirali oba himerna gena bili su muški plodni što je dovelo do zaključka da gen TA 29 barstar funkcionira kao dominantni supresor aktivnosti gena TA 29 barnaze (slika 21.2).

Biljke koje su vraćene u plodnost ne razlikuju se od biljaka divljeg tipa, razvijaju se normalno i pokazuju ni­mal proces dehiscencije prašnika. Imaju dobro razvijene slojeve tapetalnih ćelija i proizvode ogromnu količinu funkcionalnog polenovog zrna. Dakle, efikasnost sistema himernih gena TA 29 barnaze i TA 29 barstar u indukciji muškog steriliteta i obnavljanju plodnosti muškaraca može dozvoliti oplemenjivanje hibridnih biljaka genetskog inženjeringa.

Transgene linije koje pokazuju gen barstar takođe su razvijene u indijskom Mus­tardu, Brassica juncea, kako bi se razvio kompletan muški sterilitet i sistem restauracije heterozisa u ovoj kulturi. Transgene senfne linije koje sadrže modificirani barstar također su uzgojene korištenjem modificirane sekvence gena barstar.

Još jedan primjer postizanja roditeljske muške sterilnosti u transgenom duhanu blokiranjem sinteze flavanola i škroba u polenovom zrnu izvijestio je Mutsuda (1996). Dokazano je da je smanjenje nivoa flavanola i sporopolenina u zidu polena povezano s abnormalnim mikrosporama i abnormalnim rastom polenove cijevi doveo je do smanjene plodnosti.

Ćelije polena imaju puno aktina koji je esencijalni protein u funkciji stanica, blokirajući proizvodnju aktina ekspresijom antisens aktin gena što dovodi do muških sterilnih biljaka u usjevima.

Fenil amonijak liaza, ključni enzim (PAL) u fenil propanoidnom putu, odgovoran za sintezu flavanoida. Uvođenje osjetilne ili antisens PAL cDNA slatkog krompira pod kontrolom tapetum specifičnog promotora riže u transgene biljke generirane duhanom. Ovo je pokazalo smanjenu plodnost polena. Plodnost polena ovih biljaka opala je sa 8% na 6%.

Smanjenje aktivnosti PAL u prašniku je u korelaciji sa brojem plodnih polenovih zrna u fazi cvetanja. Ovi rezultati su pokazali da manipulacija fenil propanoida putem transgena pruža moćno oruđe za alternativu fenil propanoida u polenu i dovodi do smanjene plodnosti.

Molekularna kontrola muške plodnosti proučavana je u Brassici. Gen, BcP1, essen­tial za proizvodnju funkcionalnog polenovog zrna, manipulisan je njihovom ekspresijom koristeći antisens pristup. Specifična down regulacija BcP1 dalje je pokazala važnost ovog gena tokom razvoja polena.

Biljke transgene Arabidopsis kod kojih je ekspresija gena BcP1 blokirana ili u tapetumu ili u razvoju mikrospore pomoću Lat52 promotora pokazuju zastoj u razvoju polena što dovodi do polena abortusa i pokazuju muški sterilni fenotip.

Osim antisens pristupa ili proizvodnje degradativnih enzima za biosintezu flavanoida, primjena neuređenog gena ciljanog na tapetalne mitohondrije izaziva muški sterilitet. Ekspresija transgena, dizajniranog da sadrži neuređeni atp 9 mitohondrijski gen (u atp 9) spojen na COXTV kvasca, dovela je do proizvodnje muških sterilnih biljaka. Nasuprot tome, ekspresija uređenog transgena u istoj biljci dovela je do proizvodnje muških plodnih biljaka sa normalnim razvojem polena.

Uređivanje RNK u biljnim mitohondrijima je post-transkripcijski proces koji poboljšava sintezu proteina mitohondrijalnih proteina koji su u osnovi izvedeni iz uređene mRNA. Međutim, zabilježeno je nekoliko izuzetaka. Ekspresija neuređenog gena dovela je do proizvodnje nefunkcionalnih proteina i proizvodnje muških sterilnih biljaka.

Modifikacija mitohondrija bila je u korelaciji sa prisustvom translatiranog produkta needitovanog atp 9 i značajnim smanjenjem potrošnje kiseonika u nefotosintetskom tkivu. Visoko smanjenje CO2 Konzumacija u meristemima korijena muških sterilnih biljaka potvrđuje poboljšanje mitohodrijske funkcije.

Zbog opadanja disanja, transgene muške sterilne biljke nisu u stanju da održe visok nivo energije (ATP) potreban za razvoj antera i mikrosporogenezu. Ovi faktori sugeriraju da je uređivanje RNK neophodno u proizvodnji funkcionalnih proteina.

Pokazalo se da ugljikohidrati igraju ključnu ulogu u razvoju prašnika i polena. Prema studijama, pokazalo se da različite muške sterilne linije karakterizira izmijenjen metabolizam ugljikohidrata i hidrata. Jednom kada se ugljikohidrati proizvedu u izvornoj regiji, transportiraju se u ponornu regiju ili neaktivna ponorna tkiva putem istovara.

Ekstracelularna invertaza vezana za stanični zid hidrolizira kako bi transportirala saharozu. Predložena je važnost ekstracelularne invertaze za asimilaciju i šilaciju particija i regulaciju izvornog ponora dopremanjem ugljikohidrata u tkiva ponora preko apoplasta. Specifična interferencija sa rasterećenjem floema kod metaboličke signalizacije tokom formiranja polena bit će potencijalno vrijedan pristup za izazivanje muške sterilnosti u različitim biljkama.

Goet (2001) je izvijestio o kloniranju gena koji kodira ekstracelularni izoenzim invertaze iz duhana koji pokazuje specifičnu prostornu i vremensku ekspresiju u an­therima. Transgene biljke duhana transformirane antisens konstruktom ekstracelularne invertaze pod vlastitim promotorom blokirane su u ranom razvoju polena, uzrokujući muški sterilitet. Nekoliko muških sterilnih gena eksprimiranih u transgenim biljkama za proizvodnju muških sterilnih biljaka sažeto je u tabeli 21.1.


21.2: Ugljikohidrati - Biologija

Za gledanje ovog sadržaja potrebna je pretplata na J o VE. Moći ćete vidjeti samo prvih 20 sekundi.

JoVE video plejer je kompatibilan sa HTML5 i Adobe Flashom. Stariji pretraživači koji ne podržavaju HTML5 i H.264 video kodek i dalje će koristiti Flash-bazirani video plejer. Preporučujemo preuzimanje najnovije verzije Flasha ovdje, ali podržavamo sve verzije 10 i novije.

Ako to ne pomogne, javite nam.

Ugljikohidrati, u svom poznatom obliku, uključuju jednostavne šećere i složenije polimere zvane polisaharidi. Molekularno, oni su definirani kao sadrže ugljik i komponente vode, hidroksilnu grupu, vodonik i kisik. Obično u omjeru jedan-dva-jedan kao glukoza koja ima šest ugljika, dvanaest vodonika i šest kisika.

Ovaj pojedinačni molekul šećera je monosaharid. Djelomično kategoriziran po broju ugljika. Sa šest, smatra se heksozom. Dok se drugi uobičajeni šećer riboza zove pentoza sa pet molekula ugljika. I ovisno o pozicioniranju njihove karbonilne grupe, mogu se dalje kategorizirati. Aldoza poput galaktoze ima karbonilnu grupu na kraju šećera.

A ketoza kao što je fruktoza ima karbonilnu grupu u sredini.

Sada se molekula fruktoze u svom obliku prstena, budući da je većina šećera u vodenim otopinama, može kombinirati s molekulom glukoze. A putem dehidracijske sinteze, dva monosaharida formiraju disaharid poput saharoze, uobičajenog zaslađivača, konzumnog šećera. Umjesto toga, ako se glukoza poveže s mnogo molekula glukoze, mogu se formirati različiti polisaharidi poput celuloze ili škrobne amiloze. Konačno, jednostavni šećeri i polisaharidi služe kao rezerve energije i strukturne komponente ćelija.

Umjesto toga, ako se glukoza poveže s mnogo molekula glukoze, mogu se formirati različiti polisaharidi poput celuloze ili škrobne amiloze. Konačno, jednostavni šećeri i polisaharidi služe kao rezerve energije i strukturne komponente ćelija.

3.4: Šta su ugljeni hidrati?

Pregled

Ugljikohidrati su esencijalne biološke molekule napravljene od atoma ugljika, vodika i kisika, često u omjeru 1:2:1. Javljaju se kao jednostavne ili složene strukture i neophodne su za metabolizam i skladištenje energije.

Konvencija imenovanja ugljikohidrata

Svi ugljikohidrati su šećeri, koji se nazivaju i saharidi. Međutim, ovisno o njihovoj dužini i složenosti, ugljikohidrati se mogu klasificirati na monosaharide, disaharide i polisaharide. Monosaharidi se takođe nazivaju jednostavnim šećerima. Polisaharidi se nazivaju složeni ugljikohidrati. Oni su polimeri, jer su izgrađeni od ponavljajućih jedinica jednostavnih šećera.

Jedan od najjednostavnijih šećera je glukoza. Sastoji se od šest ugljenika, 12 vodonika i šest kiseonika (tj. C6H12O6). Glukoza ima jednu jedinicu šećera i stoga je monosaharid. Čak i tako jednostavna molekula ima nekoliko varijanti (izomera), ovisno o orijentaciji pojedinih atoma u prostoru. Na primjer, ako hidroksilna (-OH) grupa na ugljiku broj pet pokazuje desno, govorimo o D-glukozi, ako pokazuje lijevo, to je L-glukoza. Dva molekula su enantiomeri, zrcalne slike jedan drugog.

Reprezentacija molekula kao prstenaste strukture naziva se Haworthova projekcija. Otkriva još jednu mogućnost da se atomi rasporede u molekulu glukoze. Identifikujte ugljenik koji je prethodno nosio karboksilnu grupu (1 u glukozi, 2 u fruktozi). Ako je hidroksilna grupa na tom ugljiku usmjerena prema dolje, kaže se da je &alfa-oblika. Ako je hidroksilna grupa usmjerena prema gore, to je &beta-oblika.

Monosaharidi se takođe klasifikuju na osnovu broja ugljenika. Na primjer, pentoze imaju pet atoma ugljika, a heksoze šest. Nadalje, monosaharidi se klasificiraju prema položaju njihove karbonilne grupe (dvostruka veza ugljik-kisik). Aldoza ima jednu terminalnu aldehidnu grupu (-CH=O), dok ketoza ima jednu karbonilnu grupu koja se nalazi u sredini molekula.

Ovi različiti sistemi klasifikacije i konvencije imenovanja mogu se kombinovati. Na primjer, fruktoza je ketoheksoza i šećer sa pet ugljika, a karboksilna grupa se nalazi na ugljiku koji se ne nalazi na kraju molekule.

Disaharid nastaje kada se dva monosaharida povežu dehidracijskom sintezom. Uobičajeni disaharid je saharoza. Sastoji se od dva monosaharida, &alfa-glukoze i &beta-fruktoze. Saharoza je običan šećer u domaćinstvu, obično se dobija iz šećerne trske ili šećerne repe.

Kada se poveže više od dva monosaharida, formira se polisaharid. Celuloza je uobičajen polisaharid koji se gradi od monomera glukoze. Nerastvorljiv je i gradivni blok ćelijskih zidova i vlakana u biljkama. Vaša pamučna majica je od šećera!


Vlakna i kalorije

Određivanje da li kalorije vlakana treba da se „broje“ ili ne zavisi od konteksta i zahteva određenu pozadinu. Kalorije su osnovna jedinica energije koja mjeri, između ostalog, koliko snage sagorijevanja pružaju tijelu. Masti, proteini, ugljeni hidrati i alkohol daju telu energiju ili kalorije. Tradicionalne procene su da 1 gram masti daje 9 kalorija, svaki gram proteina i ugljenih hidrata daje 4 kalorije, a gram alkohola 7 kalorija. Međutim, ovo ne uzima u obzir razlike u tome koliko se hrana probavlja i nutrijentima dostupnim tijelu. Loše svarena hrana možda neće osloboditi toliko energije koju tijelo može iskoristiti. Ovo je posebno važno u slučaju vlakana.

Dijetalna vlakna su složeni ugljikohidrati, pa neki ljudi procjenjuju da daju 4 kalorije po gramu kao i svaki drugi ugljikohidrat. Međutim, drugi kažu da se kalorije iz vlakana ne računaju jer probavni enzimi vašeg tijela ne mogu razgraditi vlakna. Međutim, vlakna se razlikuju po tome koliko se dobro probavljaju ili koliko je energije dostupno tijelu. Neka vlakna, koja se nazivaju rastvorljiva vlakna, ili apsorbuju vodu i postaju gelovi ili se otapaju u vodi i dospevaju do creva gde ih probavljaju bakterije. Kako ih bakterije probavljaju, rastvorljiva vlakna proizvode kratkolančane masne kiseline (SCFA) koje daju energiju vašem tijelu. Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) procjenjuje da vlakna fermentirana bakterijama daju oko 2 kalorije po gramu vlakana. Nerastvorljiva vlakna putuju do crijeva sa vrlo malo promjena. Umjesto da se probave, nerastvorljiva vlakna povećavaju volumen, omekšavaju stolicu i skraćuju vrijeme prolaska kroz gastrointestinalni trakt. Budući da se ova vlakna uopće ne probavljaju, FDA procjenjuje da nerastvorljiva vlakna ne doprinose kalorijama.

Umjesto da brinete o preciznosti brojanja kalorija i relativno malim razlikama u procjenama kalorija koje doprinose vlakna u vašoj ishrani, možda bi bilo najbolje da se fokusirate na preporučenu količinu vlakana svaki dan, koja je 14 grama vlakana za svaki dan. 1000 kalorija. Za one koji se pridržavaju svoje prehrane praćenjem ravnoteže kalorija, možda bi bilo bolje da broje kalorije iz masti, proteina, ukupnih ugljikohidrata i alkohola i pokušaju povećati fizičku aktivnost kako bi sagorjeli više kalorija jer su to aktivnosti koje možete mijenjati.


Odgovor na problem 21.2P

Dugolančane masne kiseline se pohranjuju u obliku triglicerida u masti, tako da se tokom vježbanja trigliceridi razbijaju i formiraju masnu kiselinu koja daje energiju.

Objašnjenje rješenja

Masnoće se razgrađuju na tekuće načine −.

Uključeno, razbijanje masti oslobađa masnu kiselinu. Te masne kiseline su masne kiseline dugog lanca koje sadrže visoku energiju koja protiče kroz krvne stanice kako bi opskrbila tijelo energijom.

Thus, long chain fatty acids are stored in terms of tri-glyceride in fat, thus during exercise, tri-glyceride breaks and forms Fatty acid which provides energy.

Want to see more full solutions like this?

Subscribe now to access step-by-step solutions to millions of textbook problems written by subject matter experts!


In situ detoxification of dry dilute acid pretreated corn stover by co-culture of xylose-utilizing and inhibitor-tolerant Saccharomyces cerevisiae increases ethanol production

Co-culture of xylose-utilizing and inhibitor-tolerant Saccharomyces cerevisiae was developed for bioethanol production from undetoxified pretreated biomass in simultaneously saccharification and co-fermentation (SSCF) process. Glucose accumulation during late fermentation phase in SSCF using xylose-utilizing strain can be eliminated by the introduction of inhibitor-tolerant strain. Effect of different ratios of two strains was investigated and xylose-utilizing strain to inhibitor-tolerant strain ratio of 10:1 (w/w) showed the best xylose consumption and the highest ethanol yield. Inoculating of xylose-utilizing strain at the later stage of SSCF (24-48h) exhibited lower ethanol yield than inoculating at early stage (the beginning 0-12h), probably due to the reduced enzymatic efficiency caused by the unconsumed xylose and oligomeric sugars. Co-culture SSCF increased ethanol concentration by 21.2% and 41.0% comparing to SSCF using individual inhibitor-tolerant and xylose-utilizing strain (increased from 48.5 and 41.7g/L to 58.8g/L), respectively, which suggest this co-culture system was very promising.

Ključne riječi: Co-culture fermentation High content inhibitors Inhibitor tolerant Saccharomyces cerevisiae Simultaneous saccharification and co-fermentation Xylose-utilizing.


SYNOPSIS. During oogenesis the fish oocytes accumulate several substances of which lipids and glycogen are the major energy substrates. Oocyte maturation is accompanied by an increase in all the enzymes of carbohydrate metabolism. After fertilization, respiration and glycogenolysis are increased and the energy charge is decreased. During early embryogenesis glycogen appears to be the only substrate of glycolysis. Glycolysis and the citric acid cycle are the main sources of energy for the biosynthetic activities and for the maintenance of embryo morphology. There are two patterns of ontogeny of glycolytic enzymes in trout embryos. One group of enzymes does not undergo appreciable changes whereas enzymes within the second group exhibit variable activities. Marked changes in enzyme activity occur during fertilization and gastrulation. Lactate dehydrogenase (LDH) is of particular interest. Its activity increases during gastrulation. This increase in LDH activity is followed by a change in the isozyme pattern and in the adenylate charge. 1mmunochemical and histochemical localization of LDH revealed that its cellular distribution depends on the position of the cells in the embryo. Moving cells had higher levels of LDH activity. The lactate dehydrogenase isozymes appear to play an important role in the regulation of energy metabolism during fish embryogenesis. These gene products are useful biochemical markers of cellular differentiation and organogenesis.

1 From the Symposium on Developmental Biology of Fishes presented at the Annual Meeting of the American Society of Zoologists, 27–30 December 1979, at Tampa, Florida.


Pogledajte video: Генетичні чинники безпліддя. Експертний консиліум гінеколога, репродуктолога та генетика (Oktobar 2022).