Biochemie 1 (Einführung)

Organ(-systeme) und Gewebe (z.B. Blatt)

> Zellen: funktionelle Grundeinheit (z.B. Pflanzenzelle)

> Zellorganelle (z.B. Chloroplasten)

> chemische Struktur von Molekülen (z.B. Chlorophyll)

1. Kohlenhydrate

2. Lipide

3. Proteine

4. Nucleinsäuren

5. spezialisierte organische Cofaktoren

Dehydratisierte Kondensation: 2 Monomere werden unter Abspaltung von Wasser verbunden (Rest-H + HO-Rest -> R-R +H2O)

Spaltung durch Hydrolyse: Umkehrung der Kondensation mit Wasser

-> Energiequelle, Speicherstoff, Baumaterial

Monosaccharid: 1 Zucker

Disaccharid: 2 Zucker

Polysaccharid: mehrere Zucker

Ein Polymer ist ein Molekül, das aus zahlreichen gleichen oder ähnlichen Baueinheiten zusammengesetzt ist, die durch kovalente Bindungen miteinander verknüpft sind. Diese sich wiederholenden Bausteine des Polymers heißen Monomere

- werden aus den 20 AS gebildet

- Kondensationsreaktinon: AS werden durch Peptidbindungen verknüpft

- Polypeptid: Polymer mit zahlreichen Peptidbindungen zwischen den Aminosäuren

Ein Polynucleotid besteht aus Monomeren (Nucleotiden) die 8 verschiedenen Nucleotide sind

(a) für DNA:

dAMP (desoxi-Adenosinmonophosphat)

dGMP (desoxi-Guanosinmonophosphat)

dCMP (Cytidinmonophosphat)

dTMP (desoxi-Thymidinmonophosphat)

(b) für RNA

AMP (Adenosinmonophosphat)

CMP (desoxi-Cytidinmonophosphat)

GMP (Guanosinmonophosphat)

UMP (Uridinmonophosphat)

Nucleotid: Nucleinbase, Zuckerrest, Phosphorsäurerest

Nucleosid: Zucker und Base

Adenintriphosphat (ATP): enthält 3 Phosphatreste

1 Joule = 1J = 1Ws = 1Nm = 1 (kgm^2)/s^2

In einem geschlossenen System bleibt die Gesamtmenge der Energie konstant. 

S: Unordnung

Entropie S nimmt bei allen natürlichen Prozessen zu. (Unordnung wird angestrebt)

Bei jedem Prozess geht Energie in Form von Wärme verloren. (mehr Wärme -> mehr Bewegung -> mehr Unordnung)

Eine Reaktion ist spontan wenn die Entropie zunimmt. (deltaS = S(ende) - S(Anfang))

H: Wärmeinhalt

-> nur Differenz kann gemessen werden (deltaH = H(ende) - H(Anfang))

Exotherm: deltaH < 0 -> Wärme wird abgegeben

Endotherm: deltaH >0 -> Wärme wird aufgenommen

Baustoffe aus anorganischen Stoffen -> erfordert Energie (endotherm)

(z.B. Photosynthese)

Zellbestandteile aus organischen Verbindungen -> liefert Energie (exotherm)

(z.B. Atmung)

delta G= delta H * T delta S

endergonisch: delta G positiv

exergonisch: delta G negativ -> spontane Reaktion

scheint Entropiesatz zu widersprechen

-> Verlust von Entropie im System -> Wärmeabgabe an Umgebung

=> Organismen sind thermodynamisch OFFENE Systeme

-> Stoff und Energieaustausch mit Umgebung

Gleichzeitiger Auf und Abbau von Systemkomponenten. Zahl der Elemente verändert sich nicht (steady state)

Reaktion findet nur statt wenn ein Teil exergon und ein Teil endergon ist.

Exergon> Endergon -> delta G negativ

-> hochselektiv, beschleunigen bestimmte Reaktionen

=> Aktivierungsenergie wird gesenkt

(Enzym stabilisiert den Übergangszustand)

Enzyme in einem Organismus … 

… bestimmen:

• Welche Reaktionen laufen ab?

• Wann laufen Reaktionen ab?

• Wo laufen Reaktionen ab?

• Wie schnell laufen Reaktionen ab?

… haben keinen Einfluss auf:

• Das Vorzeichen der freien Energie (ΔG = – oder +).

• Die Änderung der freien Energie ΔG (Gibbs Energie).

• Die Lage des Gleichgewichts der Reaktionen

Senkung der Aktivierungsenergie durch stabilisieren des Übergangzustandes

freie Energie (delta G) bleibt unverändert