Τμήμα Ιατρικής
Πανεπιστημίου Πατρών
Προπτυχιακά Μαθήματα

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι

Εξάμηνο Α (Υποχρεωτικό)

Ώρες Διδασκαλίας Διδασκαλία 3 ώρες, Εργαστήριο-Φροντιστήριο 3 ώρες (την εβδομάδα)

Δ.Ε.Π.

Γενική Περιγραφή

Γενικός επιδιωκόμενος στόχος είναι ο φοιτητής να θεωρήσει το μάθημα της Βιοχημείας Ι ως βάση που τον βοηθά να κατανοήσει απλούς χημικούς μετασχηματισμούς και τις θεμελιώδεις αρχές που τους διέπουν. Η ύλη που περιλαμβάνεται διαιρείται σε έντεκα ενότητες. Μέσω των οδηγών μελέτης, γίνεται ιδιαίτερη προσπάθεια, ώστε σε κάθε ενότητα να παρουσιάζονται παραδείγματα από το χώρο των βιοϊατρικών επιστημών, ώστε να καταδεικνύεται η σπουδαιότητα της βιοχημικής αντιμετώπισης βιολογικών προβλημάτων.

Σκοπός

 

Ύλη

ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ
  • Υδατικά διαλύματα μορίων και ιόντων.
  • Διάκριση μοριακών και κολλοειδών διαλυμάτων.
  • Ωσμωμοριακότητα διαλυμάτων.
  • Οξέα, βάσεις, άλατα, ορισμοί, ιδιότητες.
  • Διάσταση ύδατος, pΗ.
  • Εξουδετέρωση οξέων-βάσεων, ισοδύναμο σημείο, ουδέτερο διάλυμα.
  • Ρυθμιστικά Διαλύματα, εξίσωση Ηenderson-Hasselbach, χρήση πεχαμέτρων.
  • Διαλύματα Συμπλόκων ενώσεων.
  • Ορισμός και ιδιότητες συμπλόκων ενώσεων.
  • Σταθερά σχηματισμού και αστάθειας συμπλόκων.
  • Βιολογική σημασία των συμπλόκων, Δεσμοί Συμπλόκων-Δευτερεύοντες Δεσμοί.
ΒΙΟΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ
  • Καταστατικές και απλές θερμοδυναμικές συναρτήσεις (εσωτερική ενέργεια, ενθαλπία, εντροπία, ελεύθερη ενέργεια Gibbs, έργο, θερμότητα).
  • Αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές μεταβολές.
  • Το κύτταρο ως ανοικτό θερμοδυναμικό σύστημα (εξίσωση του Prigogine).
  • Χαρακτηριστικά  μιας θερμοδυναμικά ευνοούμενης και μη ευνοούμενης βιοχημικής αντίδρασης. Θερμοδυναμική σύζευξη αντιδράσεων.
  • Επίδραση του pH, της θερμοκρασίας και της ιοντικής ισχύος στην τιμή της σταθεράς ισορροπίας.
  • Δομή και βιολογικός ρόλος των ενώσεων υψηλής ενέργειας (ATP, NADH, FADH2).
  • Δυναμικό μεταφοράς ομάδας υψηλής ενέργειας.

ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ

  • Ηλεκτρολυτικά και γαλβανικά στοιχεία. Εξίσωση του Nernst.
  • Είδη ημιστοιχείων (ηλεκτρόδιο μετάλλου/ιοντισμένου μετάλλου, ηλεκτρόδιο υδρογόνου, ηλεκτρόδιο του Clark, ιοντοεπιλεκτικά ηλεκτρόδια).
  • Εφαρμογές των ηλεκτροδίων στην κλινικοχημική ανάλυση.
  • Είδη γαλβανικών στοιχείων (χημικά γαλβανικά στοιχεία-γαλβανικά στοιχεία συγκέντρωσης).
  • Σημασία των γαλβανικών στοιχείων συγκέντρωσης στη φύση (δυναμικό Donnan, δυναμικό βιολογικών μεμβρανών).

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

  • Κατάταξη αντιδράσεων και αντιδραστηρίων.
  • Mεσομέρεια και δομές συντονισμού. Πυρηνόφιλες και ηλεκτρονιόφιλες προσθήκες.
  • Πυρηνόφιλες και ηλεκτρονιόφιλες υποκαταστάσεις.
  • Aντιδράσεις μέσω ριζών (οξείδωση λιπιδίων από ελεύθερες ρίζες οξυγόνου).
  • Αντιδράσεις απόσπασης.

ΣΤΕΡΕΟΪΣΟΜΕΡΕΙΑ ΚΑΙ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ

  • Εναντιομερείς και διαστερεο-ισομερείς ενώσεις.
  • Φυσικές και χημικές ιδιότητες στερεοϊσομερών.
  • Προβολές κατά Fischer, στερεοδομές D και L.
  • Προσδιορισμός στερεο-απεικονίσεων  ως  R και S.
  • Προχειρομορφικότητα και βιολογικές εφαρμογές
  • Cis-trans ισομέρεια σε μόρια με διπλούς δεσμούς, αλληλομετατροπή ισομερών.

ΔΟΜΗ ΜΟΝΟΣΑΚΧΑΡΙΤΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΩΝ

  • Απλοί μονοσακχαρίτες, παράγωγα της D- και L-γλυκεριναλδεύδης.
  • Κυκλική δομή μονοσακχαριτών.
  • Γλυκοζιτικοί δεσμοί, ολιγοσακχαρίτες.
  • Πολυσακχαρίτες (άμυλο, κυτταρίνη, αγαρόζη, πολυσακχαρίτες κυτταρικού τοιχώματος, γλυκογόνο)

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ-ΕΝΖΥΜΑ

  • Σύσταση - δομή - ιδιότητες.
  • Σημασία της φύσης των πλευρικών ομάδων των αμινοξέων στις ιδιότητες των πεπτιδίων και πρωτεϊνών, εύρεση της αλληλουχίας μιας πρωτεΐνης.
  • Επίπεδα οργάνωσης της δομής των πρωτεϊνών
  • Μετουσίωση και μετουσιωτικά μέσα. Σημασία της μετουσίωσης στη βιολογική δράση των πρωτεϊνών.
  • Σχέση δομής και βιολογικού ρόλου πρωτεϊνών - Παραδείγματα.
  • Γενικά χαρακτηριστικά των ενζύμων.
  • Ταξινόμηση των ενζύμων, συνένζυμα και προσθετικές ομάδες.
  • Θερμοδυναμική θεώρηση μιας ενζυμικής αντίδρασης, μηχανισμοί κατάλυσης.
  • Μηχανισμοί ρύθμισης της ενζυμικής δραστικότητας (πρωτεολυτική ενεργοποίηση των ζυμογόνων, αλλοστερική ρύθμιση).
  • Εισαγωγή στην κινητική ανάλυση (ταχύτητα, κινητικός νόμος, ειδική ταχύτητα, τάξη και μοριακότητα αντίδρασης).
  • Εξάρτηση της ειδικής ταχύτητας από τη θερμοκρασία (εξίσωση του Arrhenius).
  • Αντιδράσεις πρώτης τάξης.
  • Kινητική απλών ενζυμικών αντιδράσεων, αναστολή ενζυμικής αντίδρασης.

ΔΟΜΗ ΛΙΠΙΔΙΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ

  • Ταξινόμηση των λιπιδίων βάσει της δομής και λειτουργίας τους (βιταμίνες, στεροειδείς ορμόνες, φυτικοί και ζωϊκοί κηροί, εναποθηκευμένα λίπη και συστατικά βιολογικών μεμβρανών).
  • Δομή βιολογικών μεμβρανών (φωσφολιπίδια, γλυκολιπίδια, χοληστερόλη, περιφερειακές και ενσωματωμένες πρωτεΐνες).
  • Παράγοντες που επηρεάζουν τη ρευστότητα των μεμβρανών

AΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ

  • Νόμος του Kekule και παραδείγματα αρωματικών ενώσεων σπουδαίας  βιολογικής σημασίας .
  • Στεροειδείς ενώσεις (χοληστερόλη, λανοστερόλη, χολικά οξέα, τεστοστερόνη, οιστραδιόλη, προγεστερόλη, αλδοστερόλη, κορτιζόλη, βιταμίνη D).
  • Νουκλεοζίτες και νουκλεοτίδια.

ΔΟΜΗ ΝΟΥΚΛΕΙΝΙΚΩΝ ΟΞΕΩΝ

  • Πρωτοταγής δομή νουκλεϊνικών οξέων, ευαισθησία έναντι οξέων και βάσεων.
  • Δυνάμεις που καθορίζουν τη διαμόρφωση πολυνουκλεοτιδίων.
  • Η διπλή έλικα του DNA ( Α-, Β- και Ζ-DNA).
  • Παράγοντες που σταθεροποιούν τη δομή της διπλής έλικας του DNA.
  • Αποδιάταξη-επαναδιάταξη της διπλής έλικας. Δομή και είδη RNA.