02.bioxhmeia mepo. ilegacy.cup.gr/downloads/articles/bioch_01.pdf · 2008. 8. 22. ·...
TRANSCRIPT
ΕΝΟΤΗΤΑ Ι
Stryer BiochemistryPerm Fig PO1 New Fig PO1First Draft 2001-09-24
Μέρος ενός σωmicroατιδίου λιποπρωτεΐνης Ένα microοντέλο της δο-microής της απολιποπρωτεΐνης Α-1 (κίτρινο) το οποίο περιβάλλειφύλλα λιπιδίων Η απολιποπρωτεΐνη αυτή αποτελεί την κύριαπρωτεϊνική συνιστώσα των σωmicroατιδίων της λιποπρωτεΐνης υψη-λής πυκνότητας (HDL) του αίmicroατος Τα σωmicroατίδια αυτά είναιαποτελεσmicroατικοί microεταφορείς λιπιδίων διότι η πρωτεϊνική συνι-στώσα λειτουργεί ως επιφάνεια επαφής microεταξύ των υδρόφοβωνλιπιδικών αλυσίδων και του υδάτινου περιβάλλοντος του αίmicroα-τος [Βασισmicroένο σε συντεταγmicroένες που έδωσε ο StephenHarvey]
Ο microοριακός σχεδιασmicroός της ζωής
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
GACTTCACTTCTAATGATGATTATGGGAGAACTGGAGCCTCAGAGGGTAAAAATTAAGCACAGTGGAAGAATTTCATTCTGTTCTCAGTTTTCCTGGATTATGCCTGGCACCATTAAAGAAAATATCTTTGGTGTTTCCTATGATGAATATAGATACAGAAGCGTCATCAAAGCATGCCAACTAGAAGAGhellip 13 A C G DNA DNA 30 1313 13 - - - 13 13 (Vibrio cholerae) 1313 13 13 - 13
DNA - 13 13 - 13 13 $ 13 C G T - 13 13 - -
11 Το DNA καταδεικνύει τη σχέση microεταξύmicroορφής και λειτουργίας
12 Το ενιαίο των βιοχηmicroικών διεργασιώνείναι το υπόβαθρο της βιολογικήςποικιλοmicroορφίας
13 Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
14 Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία
Π Ε Ρ Ι Γ ΡΑ Μ Μ Α
bull
bull
bullbull
q312
Σχέση των νόσων microε το γονιδίωmicroα Οι microελέτες τουανθρώπινου γονιδιώmicroατος αποκαλύπτουν τις απαρχέςνόσων καθώς και άλλα βιοχηmicroικά microυστήρια Τα ανθρώπι-να χρωmicroοσώmicroατα αριστερά περιέχουν τα microόρια DNA ταοποία αποτελούν το ανθρώπινο γονιδίωmicroα Το σχήmicroαπου προκύπτει από τη χρώση των χρωmicroοσωmicroάτων επι-τρέπει την ταυτοποίηση συγκεκριmicroένων περιοχών τουςΣτα δεξιά είναι ένα διάγραmicromicroα του ανθρώπινου χρωmicroο-σώmicroατος 7 στο οποίο η ζώνη q312 δείχνεται microε έναβέλος Ένα γονίδιο στην περιοχή αυτή κωδικεύει microιαπρωτεΐνη η οποία όταν είναι ελαττωmicroατική προκαλείκυστική ίνωση [(Αριστερά) Alfred PasiekaPeterArnold]
4ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13 amp- 13 13 - - 13 13 13 - rsquo rsquo - 13 - 13 + 13 13 - 13 13 - 13 13 13 13 13 1313 - + 1 13 - 13
11 ΤΟ DNA ΚΑΤΑ∆ΕΙΚΝΥΕΙ ΤΗ ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΜΟΡΦΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
$ DNA 13 13 13 13 - 13 - 13 13 + - DNA
111 Το DNA κατασκευάζεται από τέσσερις δοmicroικούς λίθους
DNA 13 13 - - (E 11) - - -+ DNA 4 -+ - () (C) 13 (G) ()
5 6 DNA - - 13 13 DNA $ - + 13-
N
N
N
N
H
H
NH2
N
N
N
N
H
O
H2N
N
N
H
H
NH2
O
N
N H
O
O
HH CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G)K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
5DNA Mορφή και λειτουργία
G (13) () DNA 1313 mdash 13 13 13-13 13 7 13 13-
112 ∆ύο microονές αλυσίδες του DNA συνδυάζονται για να σχηmicroατίσουν τη διπλή έλικα
DNA (E 12) - - 1953 James Watson Francis Crick 13 DNA - - - + 13 $ (bp) 13- 13 (= 131) +13 (mdash) 13 (GmdashC)
E 13 13 - - -+ + 13 - 13 13-
$ Watson Crick - 13 DNA 13 - +13 - (E 14) + 13$ 13$ - 5 13
EIKONA 12 Η διπλή έλικα Η δοmicroή διπλής έλι-κας του DNA που προτάθηκε από τους Watsonκαι Crick Οι κορmicroοί σακχάρου-φωσφορικού τωνδύο αλυσίδων είναι microε microπλε και κόκκινο χρώmicroαενώ οι βάσεις είναι microε πράσινο πορφυρό πορ-τοκαλί και κίτρινο
EIKONA 13 Ζεύγη βάσεων σύmicroφωνα microε τουςWatson και Crick Η αδενίνη ζευγαρώνει microε τηνθυmicroίνη (ΑmdashΤ) και η γουανίνη microε την κυτοσίνη(GmdashC) Οι διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές αντιπροσω-πεύουν δεσmicroούς υδρογόνου
EIKONA 11 Οmicroοιοπολική δοmicroή του DNA Κάθε microονάδα του πολυmicroερούς αποτελείται απόένα σάκχαρο (δεοξυριβόζη) ένα φωσφορικόανιόν και microια microεταβλητή βάση που προβάλλειαπό τον κορmicroό σακχάρου-φωσφορικού
OO
O
sbquoiquestUcircEuml1 sbquoiquestUcircEuml2 sbquoiquestUcircEuml3
OP
O O
O O OP
O O
O
O OP
O Ondash ndash ndash
tradeiquestIcircmacrmiddotUacuteOcirc ordmˆUcircEcircOcircUacuteEgraveIcircfi
N
N
N
N
N HH
NN
O
O
H
CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
N
N
N
N
O
N
H
H
H
NN
O
N
H
H
degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G) K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C)
EIKONA 14 Ζευγάρωmicroα βάσεων στο DNA Ταζεύγη βάσεων ΑndashΤ (microπλε) και GndashC (κόκκινο) φαί-νονται το ένα επάνω στο άλλο Τα ζεύγη βάσεωνσύmicroφωνα microε τους Watson και Crick έχουν τιςίδιες συνολικές διαστάσεις και το ίδιο σχήmicroαπράγmicroα που τα επιτρέπει να ταιριάζουν άνεταmicroέσα στη διπλή έλικα
KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜ intOcircUacuteIgravefi˜intOcircUacuteIgravefi˜
Watson Crick laquo 13 - +13 () 13 13 13 raquo DNA -13 13 13 1313 - 13 +13 (E 15) 13- DNA 13 13 - 13
113 Το RNA είναι το ενδιάmicroεσο microόριο στη ροή των γενετικών πληροφοριών
7 DNA 7 (RNA) RNA 13 13 13 DNA - 13 RNA 13 RNA DNA = 13 - + + (13rsquo RNA) - (U) () 6 DNA RNA rsquo - R G +13 - C U +13 13 R -
RNA 13 13 DNA B rsquo 13 DNA 13 13-13 RNA (mRNA) mRNA 13$ 13 RNA 13 + mRNA -+ 7 RNA 13 -+ 13 5 + 4 2 RNA - 13 DNA 13 - 7 13 R +
114 Οι πρωτεΐνες που κωδικεύονται από τα νουκλεϊκά οξέα επιτελούν τις περισσότερες λειτουργίες του κυττάρου
13 DNA 13 13 13 - 13 B - - (+ $) 13 - 5 DNA RNA B 13 =- 7 ( ) +
13 7 -
N
N
H
H
O
O
H
O˘UacutemiddotIcircrsaquoIumlEuml (U)
OC
HH
HO
H
OH
H
OHHO
H H
PEgravesbquofi˙Euml
EIKONA 15 Αντιγραφή του DNA Αν ένα microόριοDNA χωριστεί σε δύο microονές αλυσίδες κάθε αλυ-σίδα microπορεί να λειτουργήσει ως εκmicroαγείο για τηνπαραγωγή και της δεύτερης αλυσίδας
C
G
T
A
T
A
A
T
C
C
G
CA
T
GC
GG
C
GT
A
CG
NAcircOcirc-Ucirc˘OacuteUgraveAcircıAcircEgraveIgravecurrenOacuteAcirc˜
middotIuml˘UcircrsaquopermilAcirc˜
6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
GACTTCACTTCTAATGATGATTATGGGAGAACTGGAGCCTCAGAGGGTAAAAATTAAGCACAGTGGAAGAATTTCATTCTGTTCTCAGTTTTCCTGGATTATGCCTGGCACCATTAAAGAAAATATCTTTGGTGTTTCCTATGATGAATATAGATACAGAAGCGTCATCAAAGCATGCCAACTAGAAGAGhellip 13 A C G DNA DNA 30 1313 13 - - - 13 13 (Vibrio cholerae) 1313 13 13 - 13
DNA - 13 13 - 13 13 $ 13 C G T - 13 13 - -
11 Το DNA καταδεικνύει τη σχέση microεταξύmicroορφής και λειτουργίας
12 Το ενιαίο των βιοχηmicroικών διεργασιώνείναι το υπόβαθρο της βιολογικήςποικιλοmicroορφίας
13 Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
14 Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία
Π Ε Ρ Ι Γ ΡΑ Μ Μ Α
bull
bull
bullbull
q312
Σχέση των νόσων microε το γονιδίωmicroα Οι microελέτες τουανθρώπινου γονιδιώmicroατος αποκαλύπτουν τις απαρχέςνόσων καθώς και άλλα βιοχηmicroικά microυστήρια Τα ανθρώπι-να χρωmicroοσώmicroατα αριστερά περιέχουν τα microόρια DNA ταοποία αποτελούν το ανθρώπινο γονιδίωmicroα Το σχήmicroαπου προκύπτει από τη χρώση των χρωmicroοσωmicroάτων επι-τρέπει την ταυτοποίηση συγκεκριmicroένων περιοχών τουςΣτα δεξιά είναι ένα διάγραmicromicroα του ανθρώπινου χρωmicroο-σώmicroατος 7 στο οποίο η ζώνη q312 δείχνεται microε έναβέλος Ένα γονίδιο στην περιοχή αυτή κωδικεύει microιαπρωτεΐνη η οποία όταν είναι ελαττωmicroατική προκαλείκυστική ίνωση [(Αριστερά) Alfred PasiekaPeterArnold]
4ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13 amp- 13 13 - - 13 13 13 - rsquo rsquo - 13 - 13 + 13 13 - 13 13 - 13 13 13 13 13 1313 - + 1 13 - 13
11 ΤΟ DNA ΚΑΤΑ∆ΕΙΚΝΥΕΙ ΤΗ ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΜΟΡΦΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
$ DNA 13 13 13 13 - 13 - 13 13 + - DNA
111 Το DNA κατασκευάζεται από τέσσερις δοmicroικούς λίθους
DNA 13 13 - - (E 11) - - -+ DNA 4 -+ - () (C) 13 (G) ()
5 6 DNA - - 13 13 DNA $ - + 13-
N
N
N
N
H
H
NH2
N
N
N
N
H
O
H2N
N
N
H
H
NH2
O
N
N H
O
O
HH CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G)K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
5DNA Mορφή και λειτουργία
G (13) () DNA 1313 mdash 13 13 13-13 13 7 13 13-
112 ∆ύο microονές αλυσίδες του DNA συνδυάζονται για να σχηmicroατίσουν τη διπλή έλικα
DNA (E 12) - - 1953 James Watson Francis Crick 13 DNA - - - + 13 $ (bp) 13- 13 (= 131) +13 (mdash) 13 (GmdashC)
E 13 13 - - -+ + 13 - 13 13-
$ Watson Crick - 13 DNA 13 - +13 - (E 14) + 13$ 13$ - 5 13
EIKONA 12 Η διπλή έλικα Η δοmicroή διπλής έλι-κας του DNA που προτάθηκε από τους Watsonκαι Crick Οι κορmicroοί σακχάρου-φωσφορικού τωνδύο αλυσίδων είναι microε microπλε και κόκκινο χρώmicroαενώ οι βάσεις είναι microε πράσινο πορφυρό πορ-τοκαλί και κίτρινο
EIKONA 13 Ζεύγη βάσεων σύmicroφωνα microε τουςWatson και Crick Η αδενίνη ζευγαρώνει microε τηνθυmicroίνη (ΑmdashΤ) και η γουανίνη microε την κυτοσίνη(GmdashC) Οι διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές αντιπροσω-πεύουν δεσmicroούς υδρογόνου
EIKONA 11 Οmicroοιοπολική δοmicroή του DNA Κάθε microονάδα του πολυmicroερούς αποτελείται απόένα σάκχαρο (δεοξυριβόζη) ένα φωσφορικόανιόν και microια microεταβλητή βάση που προβάλλειαπό τον κορmicroό σακχάρου-φωσφορικού
OO
O
sbquoiquestUcircEuml1 sbquoiquestUcircEuml2 sbquoiquestUcircEuml3
OP
O O
O O OP
O O
O
O OP
O Ondash ndash ndash
tradeiquestIcircmacrmiddotUacuteOcirc ordmˆUcircEcircOcircUacuteEgraveIcircfi
N
N
N
N
N HH
NN
O
O
H
CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
N
N
N
N
O
N
H
H
H
NN
O
N
H
H
degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G) K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C)
EIKONA 14 Ζευγάρωmicroα βάσεων στο DNA Ταζεύγη βάσεων ΑndashΤ (microπλε) και GndashC (κόκκινο) φαί-νονται το ένα επάνω στο άλλο Τα ζεύγη βάσεωνσύmicroφωνα microε τους Watson και Crick έχουν τιςίδιες συνολικές διαστάσεις και το ίδιο σχήmicroαπράγmicroα που τα επιτρέπει να ταιριάζουν άνεταmicroέσα στη διπλή έλικα
KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜ intOcircUacuteIgravefi˜intOcircUacuteIgravefi˜
Watson Crick laquo 13 - +13 () 13 13 13 raquo DNA -13 13 13 1313 - 13 +13 (E 15) 13- DNA 13 13 - 13
113 Το RNA είναι το ενδιάmicroεσο microόριο στη ροή των γενετικών πληροφοριών
7 DNA 7 (RNA) RNA 13 13 13 DNA - 13 RNA 13 RNA DNA = 13 - + + (13rsquo RNA) - (U) () 6 DNA RNA rsquo - R G +13 - C U +13 13 R -
RNA 13 13 DNA B rsquo 13 DNA 13 13-13 RNA (mRNA) mRNA 13$ 13 RNA 13 + mRNA -+ 7 RNA 13 -+ 13 5 + 4 2 RNA - 13 DNA 13 - 7 13 R +
114 Οι πρωτεΐνες που κωδικεύονται από τα νουκλεϊκά οξέα επιτελούν τις περισσότερες λειτουργίες του κυττάρου
13 DNA 13 13 13 - 13 B - - (+ $) 13 - 5 DNA RNA B 13 =- 7 ( ) +
13 7 -
N
N
H
H
O
O
H
O˘UacutemiddotIcircrsaquoIumlEuml (U)
OC
HH
HO
H
OH
H
OHHO
H H
PEgravesbquofi˙Euml
EIKONA 15 Αντιγραφή του DNA Αν ένα microόριοDNA χωριστεί σε δύο microονές αλυσίδες κάθε αλυ-σίδα microπορεί να λειτουργήσει ως εκmicroαγείο για τηνπαραγωγή και της δεύτερης αλυσίδας
C
G
T
A
T
A
A
T
C
C
G
CA
T
GC
GG
C
GT
A
CG
NAcircOcirc-Ucirc˘OacuteUgraveAcircıAcircEgraveIgravecurrenOacuteAcirc˜
middotIuml˘UcircrsaquopermilAcirc˜
6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
4ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13 amp- 13 13 - - 13 13 13 - rsquo rsquo - 13 - 13 + 13 13 - 13 13 - 13 13 13 13 13 1313 - + 1 13 - 13
11 ΤΟ DNA ΚΑΤΑ∆ΕΙΚΝΥΕΙ ΤΗ ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΜΟΡΦΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
$ DNA 13 13 13 13 - 13 - 13 13 + - DNA
111 Το DNA κατασκευάζεται από τέσσερις δοmicroικούς λίθους
DNA 13 13 - - (E 11) - - -+ DNA 4 -+ - () (C) 13 (G) ()
5 6 DNA - - 13 13 DNA $ - + 13-
N
N
N
N
H
H
NH2
N
N
N
N
H
O
H2N
N
N
H
H
NH2
O
N
N H
O
O
HH CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G)K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
5DNA Mορφή και λειτουργία
G (13) () DNA 1313 mdash 13 13 13-13 13 7 13 13-
112 ∆ύο microονές αλυσίδες του DNA συνδυάζονται για να σχηmicroατίσουν τη διπλή έλικα
DNA (E 12) - - 1953 James Watson Francis Crick 13 DNA - - - + 13 $ (bp) 13- 13 (= 131) +13 (mdash) 13 (GmdashC)
E 13 13 - - -+ + 13 - 13 13-
$ Watson Crick - 13 DNA 13 - +13 - (E 14) + 13$ 13$ - 5 13
EIKONA 12 Η διπλή έλικα Η δοmicroή διπλής έλι-κας του DNA που προτάθηκε από τους Watsonκαι Crick Οι κορmicroοί σακχάρου-φωσφορικού τωνδύο αλυσίδων είναι microε microπλε και κόκκινο χρώmicroαενώ οι βάσεις είναι microε πράσινο πορφυρό πορ-τοκαλί και κίτρινο
EIKONA 13 Ζεύγη βάσεων σύmicroφωνα microε τουςWatson και Crick Η αδενίνη ζευγαρώνει microε τηνθυmicroίνη (ΑmdashΤ) και η γουανίνη microε την κυτοσίνη(GmdashC) Οι διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές αντιπροσω-πεύουν δεσmicroούς υδρογόνου
EIKONA 11 Οmicroοιοπολική δοmicroή του DNA Κάθε microονάδα του πολυmicroερούς αποτελείται απόένα σάκχαρο (δεοξυριβόζη) ένα φωσφορικόανιόν και microια microεταβλητή βάση που προβάλλειαπό τον κορmicroό σακχάρου-φωσφορικού
OO
O
sbquoiquestUcircEuml1 sbquoiquestUcircEuml2 sbquoiquestUcircEuml3
OP
O O
O O OP
O O
O
O OP
O Ondash ndash ndash
tradeiquestIcircmacrmiddotUacuteOcirc ordmˆUcircEcircOcircUacuteEgraveIcircfi
N
N
N
N
N HH
NN
O
O
H
CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
N
N
N
N
O
N
H
H
H
NN
O
N
H
H
degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G) K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C)
EIKONA 14 Ζευγάρωmicroα βάσεων στο DNA Ταζεύγη βάσεων ΑndashΤ (microπλε) και GndashC (κόκκινο) φαί-νονται το ένα επάνω στο άλλο Τα ζεύγη βάσεωνσύmicroφωνα microε τους Watson και Crick έχουν τιςίδιες συνολικές διαστάσεις και το ίδιο σχήmicroαπράγmicroα που τα επιτρέπει να ταιριάζουν άνεταmicroέσα στη διπλή έλικα
KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜ intOcircUacuteIgravefi˜intOcircUacuteIgravefi˜
Watson Crick laquo 13 - +13 () 13 13 13 raquo DNA -13 13 13 1313 - 13 +13 (E 15) 13- DNA 13 13 - 13
113 Το RNA είναι το ενδιάmicroεσο microόριο στη ροή των γενετικών πληροφοριών
7 DNA 7 (RNA) RNA 13 13 13 DNA - 13 RNA 13 RNA DNA = 13 - + + (13rsquo RNA) - (U) () 6 DNA RNA rsquo - R G +13 - C U +13 13 R -
RNA 13 13 DNA B rsquo 13 DNA 13 13-13 RNA (mRNA) mRNA 13$ 13 RNA 13 + mRNA -+ 7 RNA 13 -+ 13 5 + 4 2 RNA - 13 DNA 13 - 7 13 R +
114 Οι πρωτεΐνες που κωδικεύονται από τα νουκλεϊκά οξέα επιτελούν τις περισσότερες λειτουργίες του κυττάρου
13 DNA 13 13 13 - 13 B - - (+ $) 13 - 5 DNA RNA B 13 =- 7 ( ) +
13 7 -
N
N
H
H
O
O
H
O˘UacutemiddotIcircrsaquoIumlEuml (U)
OC
HH
HO
H
OH
H
OHHO
H H
PEgravesbquofi˙Euml
EIKONA 15 Αντιγραφή του DNA Αν ένα microόριοDNA χωριστεί σε δύο microονές αλυσίδες κάθε αλυ-σίδα microπορεί να λειτουργήσει ως εκmicroαγείο για τηνπαραγωγή και της δεύτερης αλυσίδας
C
G
T
A
T
A
A
T
C
C
G
CA
T
GC
GG
C
GT
A
CG
NAcircOcirc-Ucirc˘OacuteUgraveAcircıAcircEgraveIgravecurrenOacuteAcirc˜
middotIuml˘UcircrsaquopermilAcirc˜
6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
5DNA Mορφή και λειτουργία
G (13) () DNA 1313 mdash 13 13 13-13 13 7 13 13-
112 ∆ύο microονές αλυσίδες του DNA συνδυάζονται για να σχηmicroατίσουν τη διπλή έλικα
DNA (E 12) - - 1953 James Watson Francis Crick 13 DNA - - - + 13 $ (bp) 13- 13 (= 131) +13 (mdash) 13 (GmdashC)
E 13 13 - - -+ + 13 - 13 13-
$ Watson Crick - 13 DNA 13 - +13 - (E 14) + 13$ 13$ - 5 13
EIKONA 12 Η διπλή έλικα Η δοmicroή διπλής έλι-κας του DNA που προτάθηκε από τους Watsonκαι Crick Οι κορmicroοί σακχάρου-φωσφορικού τωνδύο αλυσίδων είναι microε microπλε και κόκκινο χρώmicroαενώ οι βάσεις είναι microε πράσινο πορφυρό πορ-τοκαλί και κίτρινο
EIKONA 13 Ζεύγη βάσεων σύmicroφωνα microε τουςWatson και Crick Η αδενίνη ζευγαρώνει microε τηνθυmicroίνη (ΑmdashΤ) και η γουανίνη microε την κυτοσίνη(GmdashC) Οι διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές αντιπροσω-πεύουν δεσmicroούς υδρογόνου
EIKONA 11 Οmicroοιοπολική δοmicroή του DNA Κάθε microονάδα του πολυmicroερούς αποτελείται απόένα σάκχαρο (δεοξυριβόζη) ένα φωσφορικόανιόν και microια microεταβλητή βάση που προβάλλειαπό τον κορmicroό σακχάρου-φωσφορικού
OO
O
sbquoiquestUcircEuml1 sbquoiquestUcircEuml2 sbquoiquestUcircEuml3
OP
O O
O O OP
O O
O
O OP
O Ondash ndash ndash
tradeiquestIcircmacrmiddotUacuteOcirc ordmˆUcircEcircOcircUacuteEgraveIcircfi
N
N
N
N
N HH
NN
O
O
H
CH3
ApermilAcircOacutersaquoOacuteEuml (A) pound˘IgraversaquoOacuteEuml (T)
N
N
N
N
O
N
H
H
H
NN
O
N
H
H
degOcirc˘middotOacutersaquoOacuteEuml (G) K˘UgraveOcircUcircrsaquoOacuteEuml (C)
EIKONA 14 Ζευγάρωmicroα βάσεων στο DNA Ταζεύγη βάσεων ΑndashΤ (microπλε) και GndashC (κόκκινο) φαί-νονται το ένα επάνω στο άλλο Τα ζεύγη βάσεωνσύmicroφωνα microε τους Watson και Crick έχουν τιςίδιες συνολικές διαστάσεις και το ίδιο σχήmicroαπράγmicroα που τα επιτρέπει να ταιριάζουν άνεταmicroέσα στη διπλή έλικα
KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜KDaggerUacuteEgraveOcirc˜ IcircOcircUacuteIgravefi˜ intOcircUacuteIgravefi˜intOcircUacuteIgravefi˜
Watson Crick laquo 13 - +13 () 13 13 13 raquo DNA -13 13 13 1313 - 13 +13 (E 15) 13- DNA 13 13 - 13
113 Το RNA είναι το ενδιάmicroεσο microόριο στη ροή των γενετικών πληροφοριών
7 DNA 7 (RNA) RNA 13 13 13 DNA - 13 RNA 13 RNA DNA = 13 - + + (13rsquo RNA) - (U) () 6 DNA RNA rsquo - R G +13 - C U +13 13 R -
RNA 13 13 DNA B rsquo 13 DNA 13 13-13 RNA (mRNA) mRNA 13$ 13 RNA 13 + mRNA -+ 7 RNA 13 -+ 13 5 + 4 2 RNA - 13 DNA 13 - 7 13 R +
114 Οι πρωτεΐνες που κωδικεύονται από τα νουκλεϊκά οξέα επιτελούν τις περισσότερες λειτουργίες του κυττάρου
13 DNA 13 13 13 - 13 B - - (+ $) 13 - 5 DNA RNA B 13 =- 7 ( ) +
13 7 -
N
N
H
H
O
O
H
O˘UacutemiddotIcircrsaquoIumlEuml (U)
OC
HH
HO
H
OH
H
OHHO
H H
PEgravesbquofi˙Euml
EIKONA 15 Αντιγραφή του DNA Αν ένα microόριοDNA χωριστεί σε δύο microονές αλυσίδες κάθε αλυ-σίδα microπορεί να λειτουργήσει ως εκmicroαγείο για τηνπαραγωγή και της δεύτερης αλυσίδας
C
G
T
A
T
A
A
T
C
C
G
CA
T
GC
GG
C
GT
A
CG
NAcircOcirc-Ucirc˘OacuteUgraveAcircıAcircEgraveIgravecurrenOacuteAcirc˜
middotIuml˘UcircrsaquopermilAcirc˜
6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Watson Crick laquo 13 - +13 () 13 13 13 raquo DNA -13 13 13 1313 - 13 +13 (E 15) 13- DNA 13 13 - 13
113 Το RNA είναι το ενδιάmicroεσο microόριο στη ροή των γενετικών πληροφοριών
7 DNA 7 (RNA) RNA 13 13 13 DNA - 13 RNA 13 RNA DNA = 13 - + + (13rsquo RNA) - (U) () 6 DNA RNA rsquo - R G +13 - C U +13 13 R -
RNA 13 13 DNA B rsquo 13 DNA 13 13-13 RNA (mRNA) mRNA 13$ 13 RNA 13 + mRNA -+ 7 RNA 13 -+ 13 5 + 4 2 RNA - 13 DNA 13 - 7 13 R +
114 Οι πρωτεΐνες που κωδικεύονται από τα νουκλεϊκά οξέα επιτελούν τις περισσότερες λειτουργίες του κυττάρου
13 DNA 13 13 13 - 13 B - - (+ $) 13 - 5 DNA RNA B 13 =- 7 ( ) +
13 7 -
N
N
H
H
O
O
H
O˘UacutemiddotIcircrsaquoIumlEuml (U)
OC
HH
HO
H
OH
H
OHHO
H H
PEgravesbquofi˙Euml
EIKONA 15 Αντιγραφή του DNA Αν ένα microόριοDNA χωριστεί σε δύο microονές αλυσίδες κάθε αλυ-σίδα microπορεί να λειτουργήσει ως εκmicroαγείο για τηνπαραγωγή και της δεύτερης αλυσίδας
C
G
T
A
T
A
A
T
C
C
G
CA
T
GC
GG
C
GT
A
CG
NAcircOcirc-Ucirc˘OacuteUgraveAcircıAcircEgraveIgravecurrenOacuteAcirc˜
middotIuml˘UcircrsaquopermilAcirc˜
6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
+ B - B - 13 - (E 16) 13- 13 - 1313 13 13 13 7 -13 13
+ DNA - 7 I + - 13 DNARNA $ 13 - 20 + 5 DNA 13 13 + 13 - 13
$ 13 13 7 - 13 - 13 13 - 13 + $ - - 13 7 1480 - mdash 1 1500mdash + - 13 -B 13 B 13 - 13 13 13-13 - $ 13 13 - 13 DNA 5 - 13 13 +
EIKONA 16 Αναδίπλωση microιας πρωτεΐνης Ητριδιάστατη δοmicroή microιας πρωτεΐνης ενός γραmicromicroι-κού πολυmicroερούς αmicroινοξέων καθορίζεται από τηναλληλουχία των αmicroινοξέων της
Νόσος που προκαλείται από τη microειωmicroένη έκ-κριση υγρού και άλατος από microια microεταφορικήπρωτεΐνη που ονοmicroάζεται ινοκυστικός ρυθmicroι-στής της microεmicroβρανικής αγωγιmicroότητας (CFTRcystic fibrosis transmembrane conductanceregulator) Ως αποτέλεσmicroα της βλάβης αυτήςπαρεmicroποδίζεται η έκκριση από το πάγκρεαςκαι συσσωρεύεται πηκτή και αφυδατωmicroένηβλέννα στους πνεύmicroονες γεγονός που οδηγείσε χρόνιες πνευmicroονικές λοιmicroώξεις
Κυστική ίνωση mdash
1 2 3
1 2 3
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 1
AIumlIumlEumlIumlOcirc˘macrrsaquomiddot middotIgraveEgraveOacuteOcircIacutecurrenˆOacute 2
7DNA Mορφή και λειτουργία
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
12 ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΤΩΝ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑΣ
$ + 13 (E 17) - $ DNA 13 13 13+ - mdash 13 $ 13 - 13 5 13 - + 13 13 13 13 amp 13 13 - 13 13 13- + $ + 13 13 13 - 13 -13 13 5 rsquo 13 13 13 -13 -13 $ + 13 13 13 13 13 13
EIKONA 18 Το δένδρο της ζωής Από τηνανάλυση των αλληλουχιών βάσεων στο DNAmicroπορεί να καταρτιστεί microια πιθανή εξελικτική πο-ρεία από ένα κοινό προγονικό κύτταρο σε microιαποικιλία ειδών που υπάρχουν στον σηmicroερινό κό-σmicroο
EIKONA 17 Η ποικιλοmicroορφία των ζώντων ορ-γανισmicroών Οι διαφορετικές microορφολογίες τωντριών οργανισmicroών που φαίνονται στις φωτογρα-φίες ndash ένα φυτό (ο πράσινος ελλέβορος) και δύοζώα (ο αχινός και η γάτα) ίσως παραπέmicroπουνστο ότι δεν έχουν τίποτε κοινό microεταξύ τους Εmicro-φανίζουν όmicroως ένα αξιοσηmicroείωτο κοινό σύνολοβιοχηmicroικών microηχανισmicroών που αποτελεί ένδειξηγια την κοινή καταγωγή τους [(Αριστερά και δε-ξιά) John DudakPhototake (κέντρο) Jeffrey LRotmanPeter Arnold]
13 13 + 13 (domains) 13 () 13( ) 13 ( ) -
+ 13 13 + -13 13 - - 13 + 1313 13- - Carl Woese 1997 13 - 13 - 13 13 13 -
Esc
heric
hia
Bac
illus
BAKTHPIA EYKAPYA APXAIA
Sal
mon
ella
OtildeOacuteı
Uacuteˆ
Ocirc˜
Sac
char
omyc
es
Zea
Met
hano
cucc
us
Hal
obac
teriu
m
Arc
haeo
glo
bus
8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
9Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία -
13 13 = 18=+ +
13 13 13 13 + 13 13 -13 = 13 13 1313 13 13 $ 13-
13 ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ∆ΕΣΜΟΙ ΣΤΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ
$ 13 13 mdash + 13mdash -Oslash 13 13 - $ + +13 M 13 - 4 - 13
- + = 13 -+ +13 13 - (CmdashC) - 154 Aring 13 85 kcal molndash1 (356 kJ molndash1) = -13 13 + 13 13 6 + - +13 + - 13 = 13 - -13 (C=O) CmdashC 13 175 kcal molndash1 (732 kJ molndash1)
M 13 + 13 + $ 13- + 4 13 13 13 - 13 - +
O - $ - -+ laquo raquo 4 +13 -
centOcircIgravelsaquo Ucirc˘OacuteUgraveOcircOacuteEgraveUcircIgraveOcircDaggerUgraveOcirc˘ sbquoAcircOacute˙OcircIumlrsaquoOcirc˘
N
H
H
H
C
O
H HN+
H
H
H
C
Ondash
H
H
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
131 Στις αντιστρεπτές αλληλεπιδράσεις microεταξύ των βιοmicroορίωνmicroεσολαβούν τρία είδη microη οmicroοιοπολικών δεσmicroών
O - + - + 13 DNA - 7 - 13 + - 13 13 13 O 13 13- (electrostatic interactions) 13 (hydrogen bonds) -13 van der Waals - A + A -
1 H13 13 M H 13 - Coulomb
( = kq1q2Dr
( 13 q1 q2 ( ) r ( angstroms) D k ( 332 13 - 13 kcal molndash1 1389 13 13 kJ molndash1) +1 ndash1 3 Aring ( - 80) 13 14 kcal molndash1 (59 kJ molndash1)
2 ) 13 13 - 13 13 - B DNA - 13 - 6 13 13 -+ -13 + 13 13 13 13 13 (E 19) O 13 - 13 - 13 - (+) - (ndash)
O 13 - 13 1-3 kcal molndash1 (4-13 kJ molndash1) 13 100 kcal molndash1 (418 kJ molndash1) 13 -13 T 13 13- 13( 13) 15 26 Aring - 13 13 24 35 Aring O 13 - 13 13 13
EIKONA 19 ∆εσmicroοί υδρογόνου microε τη συmicromicroε-τοχή ατόmicroων αζώτου και οξυγόνου Φαίνονταιοι θέσεις των microερικών φορτίων (δ+ και δndash)
N H N
N H O
O H N
O H O
centfiUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜permilAcircUcircIgraveOcircDagger˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
δ+δminus δminus
q1 q2
r
10ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
11Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία3 13 van der Waals $ van der Waals
13 -+ 6 13 A - 13 - - 13 13 H 13 - +13 + van der Waals (E 110) 6 -
H 13 + van der Waals - 05 10 kcal molndash1
( 2-4 kJ molndash1) +13 X 13- + 13 van der Waals 13 + 13 +13
132 Οι ιδιότητες του νερού επηρεάζουν τις ικανότητες τωνβιοmicroορίων για σχηmicroατισmicroό δεσmicroών
rsquo mdash + 13 $ - 13 - 13 - 13
1 T 13 13 T 13 13 O - 13 -13 13
2 T 13 - 13 13 (E 111) $ - 13 T 13 -+ 13 - 13 $ - + -
+ =131 H -+ 13 T - 13 O 13 - 13 - 13+ - 13 -
N H O09 Aring 20 Aring
180deg
centfiUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
centcurrenIcircUgraveEuml˜˘permilUacuteOcircAacutefiOacuteOcirc˘
EOacutecurren
UacuteAacuteAcircEgrave
middot
ŒIumlIacute
EumlOtilde
ˆ
UcircEuml
0
middotfiUcircUgravemiddotUcircEuml AcircmiddotEcirclsaquo˜van der Waals
AfiUcircUgravemiddotUcircEuml
EIKONA 110 Η ενέργεια microιας αλληλεπίδρασηςvan der Waals κατά την προσέγγιση δύο ατό-microων Η ενέργεια έχει την πιο ευνοϊκή τιmicroή ότανη απόσταση microεταξύ των πυρήνων ισούται microε τηναπόσταση (ακτίνα) επαφής van der Waals Η προ-σέγγιση των ατόmicroων σε απόσταση microικρότερη απόαυτήν οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της ενέργειαςλόγω των απώσεων microεταξύ ηλεκτρονίων
EIKONA 111 ∆οmicroή του πάγου ∆εσmicroοί υδρογόνου (που φαίνονταιεδώ ως διακεκοmicromicroένες γραmicromicroές) σχηmicroατίζονται microεταξύ microορίων ύδατος
OH H +
ndash
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13 13 -
T 13 - 13 13 13 13 - 13 E 13 - CO NH +
$ 80 13 8013 T - 13 - + 13 A 13 13 E
H + M - 6 13 - rsquo - 13 + 13 -13 1313 13 13 13 -$ I 13 13 7 = - 7 (= 134) (Y- 124)
$ - 13 M 13 mdash +- mdash 13 13 13$ 13 13 1313 I + (4 8) (4 14)
133 Η εντροπία και οι νόmicroοι της θερmicroοδυναmicroικής
13 + 13 $ 13 + 13- 13 -13 13 13 13 - X 13
NH
C
O
NH
C
O
HO
HH
OH
HO
H
HO H
lsaquo
12ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία 13 13
13 ndash 13 13
13 - + - X - $ 13 13 13 13 13 13 13 13 13 - 13 - 13 X 13 - $ 13 13 $ 13 + = 13 - 13 - 13 13 13 -13 13 $ - 13 - 13 13 6 13 13- 13 + 13 13 -13 13 - 13 - 13 13 - 13
13$ 13 13 13 - 13 13 13= 13 13 -13 13 $ - - - 13 13 13
13 - 13- 13 13 13 (E 112) 13 13 $ -13 -
EIKONA 112 Από την τάξη στην αταξία Ηαυθόρmicroητη ανάmicroειξη αερίων ωθείται από τηναύξηση της εντροπίας
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
13 - 13 13 13 -
2 H2 O2 88n 2 H2O
13 13 7 - - X - - $ 13 13 (= 113)
$ (S) -13 - 13 - 13 13 6 13 + ( - Kelvin 4) () (S) -
S HT (1)
$ +
S S S (2)
$ S (2) + (1)
S S HT (3)
+ ndash+
TS H TS (4)
$ ndash+ S 13 + 13 13 13 13 Gibbs Josiah Willard Gibbs - 1878
G H TS (5)
$ 13 G 13 13
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
poundAcircUacuteIgravefiUgraveEumlUgravemiddot
EIKONA 113 Αλλαγέςεντροπίας Όταν το υδρο-γόνο και το οξυγόνο ενώ-νονται για τον σχηmicroατισmicroόνερού η εντροπία του συ-στήmicroατος microειώνεται ενώ ηεντροπία του σύmicroπαντοςαυξάνεται λόγω της απε-λευθέρωσης θερmicroότηταςστο περιβάλλον
14ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
Y+ + - $ - (3)
S HT (6)
+ S gt H -
G H TS 0 (7)
13 13 13 13 13 - 13 13 13 $ - 13 - + - 13 13 5 -
134 Η αναδίπλωση των πρωτεϊνών microπορεί να γίνει κατανοητή microέσωτων microεταβολών ελεύθερης ενέργειας
7 13 - 7 (E 114)4 7 - + 13 X 7 13 - - B 13 $ - 7 1313 B 13 - X + - 13 - - - + laquoraquo 13 13 ( ) - $ -
EIKONA 114 Αναδίπλωση πρωτεϊνών Η αναδί-πλωση των πρωτεϊνών αφορά τη microετάπτωση απόένα microεγάλης αταξίας microείγmicroα ξεδιπλωmicroένων microο-ρίων σε ένα σχετικά οmicroοιόmicroορφο διάλυmicroα αναδι-πλωmicroένων πρωτεϊνικών microορίων
EIKONA 115 Το φαινόmicroενο της υδροφοβικό-τητας Η συσσώρευση microη πολικών οmicroάδων στονερό οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας λόγω τηςαπελευθέρωσης microορίων ύδατος που αναmicroειγνύο-νται microε τα υπόλοιπα microόρια του διαλύτη
bullAcircpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
AOacutemiddotpermilEgraveIumlˆIgravecurrenOacuteOcirc UcircDaggerUcircUgraveEumlIgravemiddot
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
MEuml OcircIumlEgraveIcircfiIgravefiUacuteEgraveOcirc
15Οι χηmicroικοί δεσmicroοί στη βιοχηmicroεία
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- (E 115) - - + 13 13 13
13 7 B B$ - 7
13 - 7 - 13 van der Waals -+ 13 7 - 13 rsquo - B - - ()
$ 13 7 + - 13 13 - van der Waals 13 -
14 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
$ 13 + 13 - - 0 13 rsquo 13 13- 6 13+ 13 - DNA 13 13 13 13- DNA -+ B $ 13 13 - 13 = 1313 13 13 13
0 13 13 13 - 13 13 $ 13 13 - 1313 $ - - + 13 13
16ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
17Βιοχηmicroεία και ανθρώπινη βιολογία (human immunodeficiency virus
HIV) M 13 - laquo13raquo 13 1313 7 - 13 13 $ - 13 13 13 + - 13 DNA 13 13 $ 1313 - 13 - ++ 13 13 13 - 5 13 13 13 13
+13 13 13 13 13 13 13 13 - 13- 13 13 - A + - - 1313
= + 13 M -1313 13 13 - 13 - +- - - + + 13 13 - 13 13- = _ 13 - 13 - $ = __ laquo1313 13raquo 13 13 + 5 - (`) 13 13 13 - 13 $ - + 13 13 - ` - $ = ___ laquoj +13raquo + =__ 13 - DNA -+ DNA RNA B 6 = __ ___ - - 13 1313 - - $ = _V
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
laquo 13raquo - 13 - 13 - 13 13 13 13 - 13 6 - - = IV - 13 13 = - + 1313 3 -
EIKONA 116 Μοριακές αναπαραστάσεις Σύγκριση τριών microοντέλων της ATP (Α) χωροπληρωτικό (Β) microε σφαίρες και ράβδους και (Γ) σκελετικό
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ MΟΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΜΩΝ
1313 + - - $ 13 - M - 13
13131313
- -13 13 13 - 13 - - sp3 + - 13 HmdashCmdashH 1095 q - sp2 13 120
$ 13 13 -+ - 13 13 - 13 - -13 13(6 )
Fischer
rsquo 13 - 1313 13 - + 13Fischer
6 Fischer - + + 13 6 + 13 -
(B) (deg)(A)
HC
H
HH
HC
H
O
MAcircıiquestOacuteEgraveOcirc ordmOcircUacuteIgravemiddotIumlpermilAcirc˛permilEuml
18ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
- 13 13 - - 13 Fischer
M 13- - 13 (E 116)
1 11313 (space-filling models) T - T 13 - + 13 van der Waals (= 131) $ van der Waals + - T
Y13 = O13 = = x = + = I =
T 13 E 117
2 13 13 (ball-and-stick models) T + van der Waals 6 -
+ - M -
3 (skeletal models) H 13 6 - T 13 13
- 13 - rsquo - - 13 6 mdash13 mdash 13 - 13 (E 118)
4 )13 13 (ribbon diagramms) 13 13 7 - ( ) - ( ) ( 13) 7
5 6 13 - + 13 13 -13
Παράρτηmicroα 19
EIKONA 117 Χωροπληρωτικά microοντέλα Μοριακοί τύποι και χωροπληρωτικές αναπαραστάσεις επιλεγmicroέ-νων microορίων
H3C C
O
O
H2N CH
O
O
HO
H
H H2C
OH
HHO
H
HHO
OH
+H3N C
H
SH
O
Ondash
ndashH O2
NAcircUacutefi β-D-degIuml˘Icircfi˙Euml K˘UcircUgraveAcirc˝OacuteEumlordmOcircUacuteIgravemiddotIgraversaquopermilEgraveOcircOIacuteEgraveIcircfi
Z X equiv equivX
W
Y
ZY
Z W
X
W
C
Y
paraUacuteOcircsbquoOcircIumllsaquoFischer
tradeUgraveAcircUacuteAcircOcircmacrEumlIgraveEgraveIcirclsaquomiddotAcircEgraveIcircfiOacuteEgraveUcircEuml
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών
EIKONA 118 Εναλλακτικές απεικονίσεις πρωτεϊνικών δοmicroών Ένα διάγραmicromicroα κορδέλας (Α)καθώς και microια απεικόνιση επιφάνειας (Β) microιας σηmicroαντικής πρωτεΐνης του ανοσοποιητικού συστήmicroατοςτονίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά της ίδιας δοmicroής
(B)(A)
7 (DNA) 4
5
7 (RNA) 6
B 6
6
13 7
8
8
8
8
8
9
9
10
13 10
van der Waals 11
13
14
13 15
16
18
Fischer 18
19
19
19
13 19
19
ΟΡΟΙ-ΚΛΕΙ∆ΙΑ
20ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Πρελούδιο Η βιοχηmicroεία και
η επαναστατική καταγραφή γονιδιωmicroάτων ζώντων οργανισmicroών