Białka i kwasy nukleinowe — budowa chemiczna

Ten materiał domyka chemizm życia na poziomie rozszerzonym: po wodzie, solach mineralnych, cukrach i lipidach przychodzi kolej na dwie grupy związków, bez których nie da się zrozumieć ani metabolizmu, ani genetyki — białka i kwasy nukleinowe. Skupiasz się na ich budowie chemicznej i na tym, jak z budowy wynikają właściwości i funkcje. Sam przebieg replikacji, transkrypcji i translacji ćwiczysz w osobnym materiale o genetyce molekularnej.

Część o białkach zaczyna się od aminokwasu: grupy aminowej, karboksylowej i łańcucha bocznego, a następnie od reakcji kondensacji, w której powstaje wiązanie peptydowe. Potem przechodzisz przez cztery poziomy organizacji białka. Uczysz się, że struktura pierwszorzędowa to sekwencja aminokwasów, drugorzędowa — helisa α i harmonijka β utrzymywane wiązaniami wodorowymi szkieletu, trzeciorzędowa — przestrzenne ułożenie łańcucha stabilizowane oddziaływaniami łańcuchów bocznych i mostkami disiarczkowymi, a czwartorzędowa — połączenie kilku łańcuchów, jak w hemoglobinie. Rozróżniasz białka proste i złożone.

Osobny blok dotyczy wpływu czynników fizycznych i chemicznych na białko. Porównujesz koagulację (wysalanie), która jest odwracalna, z denaturacją, którą wywołują wysoka temperatura, mocne kwasy i zasady, sole metali ciężkich czy etanol. Ćwiczysz to na doświadczeniach z białkiem jaja kurzego: co jest próbą badawczą, a co kontrolną, jaki wynik oczekujesz i jaki wniosek możesz sformułować. Poznajesz też funkcje białek wymienionych w podstawie programowej — albumin, globulin, histonów, kolagenu, keratyny, hemoglobiny i mioglobiny.

Część o kwasach nukleinowych obejmuje budowę nukleotydu, zasady purynowe i pirymidynowe, wiązania N-glikozydowe, fosfodiestrowe i wodorowe oraz porównanie składu i struktury DNA i RNA. Rozwiązujesz zadania obliczeniowe oparte na regule komplementarności: wyznaczasz udział poszczególnych zasad i liczbę wiązań wodorowych we fragmencie DNA.

Materiał oferuje cztery formy pracy. Quiz zawiera krótkie zadania z natychmiastowym wyjaśnieniem, w tym zadania obliczeniowe i analizę doświadczeń. Fiszki pomagają utrwalić pojęcia i funkcje białek. Egzamin ustny to rozmowa z egzaminatorem, w której tłumaczysz własnymi słowami zależności między budową a funkcją. Praca pisemna do wydruku zawiera zadania otwarte, w których zapisujesz pełne obliczenia i uzasadnienia.

Wszystkie zadania są oryginalne i przygotowane do samodzielnej nauki; każde zawiera komplet danych potrzebnych do rozwiązania.

• Opisujesz powstawanie wiązania peptydowego i cztery poziomy struktury białek wraz z wiązaniami, które je stabilizują.
• Odróżniasz koagulację od denaturacji i planujesz doświadczenie badające wpływ czynnika na białko z próbą kontrolną.
• Przypisujesz funkcje albuminom, globulinom, histonom, kolagenowi, keratynie, hemoglobinie i mioglobinie.
• Opisujesz budowę nukleotydu i wiązania występujące w DNA i RNA.
• Obliczasz udział zasad i liczbę wiązań wodorowych we fragmencie DNA na podstawie reguły komplementarności.

Materiał ćwiczeniowy przygotowany przez Zestly.