Galenos-tietovisa

Voihan äly ja väläys! Jollain on iskenyt inspiraatio lääketieteellisen pelin kehittämiseen. Enkä nyt puhu sisäänhengityksestä (inspiraatio). ;) Tietouden testaamiseksi:

http://alypaa.com/yhteisot/pelit/Galenos

Pikkis

Gallen pänttäys jatkuu

'
Huomioita lukemani perusteella

Elävä kudos:
1) H
2) C
3) N
4) O
5) muut (4%)

Ihmiselimistön massa:
- pääosa vettä
- muut alkuaineet (0,1%-1,5%):
1. Na
2. Mg
3. P
4. S
5. Cl
6. K
7. Ca
8. muut

Solun sisältö:
- proteiinit (15%)
- lipidit (2%)
- muut:
* hiilihydraatit
* nukleiinihapot: DNA, RNA
(erikoistuneissa soluissa eri pitoisuuksia)

Hiili:
- katenaatio -> hiilen yhdisteistä orgaanisia molekyylejä
Huom! Poikkeus: hiiltä sis. epäorgaanisia yhdisteitä myös mm.:
1. hiilen oksidit (CO, CO2)
2. hiilihappo
3. hiilihapon suolat

Solun pienet orgaaniset molekyylit:
- hiiliyhdisteitä
- alle 30 hiiliatomia
- molekyylipaino 100-1000 g/mol
- n. 1000 erilaista
- energiavarastoina
- suurempien molekyylien rakenneosasina
- rakenteen ja kemiallisen toiminnan perusteella:
1) sokerit
2) rasvahapot
3) aminohapot
4) nukleotidit
5) muita
-> rakennusaineina:
a) polysakkarideille
b) glyserolipideille
c) proteiineille
d) nukleiinihapoille

Eliön muodostukseen ja toimintaan tarvittavan informaation kulku:
DNA -> RNA -> proteiinit -> valmistavat solun muut orgaaniset aineet -> vaikuttavat solun aineenvaihduntaan

Atomisidokset:
1) (Yksinkertainen) kovalentti sidos:
- kaksi elektronegatiivisuudeltaan samanlaista atomia
- yksi elektronipari = sidoselektronit yhtaikaa kahden ytimen vaikutuspiirissä
2) Kaksoissidos:
- kaksi elektroniparia
- usein kohtaan, jossa yksinkertainen sidos
- toiselta atomilta löydyttävä vapaa elektronipari
- esim. happimolekyyli ja kaksoissidokset C=C ja C=O
3) Kolmoissidos:
- biologisissa molekyyleissä harvinainen
- kolme elektroniparia
- esim. syaanivety H:C:::N
- orgaanisten molekyylien yleisimmistä alkuaineista vain hiili ja typpi voivat muodostaa
-> usein nitriileissä R:C:::N (joissa syaanivetyä)

Sidosten elektronitiheys:
- vaikuttaa reaktiivisuuteen
- sitä lujempi, epäreaktiivisempi sidos, mitä lähempänä kovalentisti sidottujen atomien elektronegatiivisuus on toisiaan
- esim. tyydyttyneiden hiilivetyjen sidokset C-C ja C-H

Reaktiot pyrkivät kohdistumaan:
- yhdisteen kaksois- ja kolmoissidoksiin (korkea-elektronisimpiin sidoksiin) ja välittömään ympäristöön

Sidoksen atomien elektronegatiivisuuseron vaikutus sidokseen:
1. kasvaessa:
- sidos polarisoitunut
- negatiivisemmalla atomilla suurempi elektronitiheys
- esim. hydroksyyliryhmä
-> vaikutus yhdisteen reaktioihin
2. huomattavan erilainen:
- ionisidos
- esim. jaksollisen järjestelmän äärilaidat, esim. alkalimetallihalidit
- esim. muut suolat, joilla elektronitiheys melkein täysin halogeeniatomilla

Vapaat p-elektronit:
- joillakin atomeilla yhdisteissään sidoselektronien lisäksi vapaita elektronipareja:
* sitomattomia elektronipareja eli p-elektroneja
* voivat esim. sitoa protoneita, muodostaen ammonium- ja oksoniumkationeja
* hiili: ei
* vety: ei
* happi: ei
* typpi: 2 kpl

Molekyylisidoksista...

Vetysidos:
- hydroksyyliryhmän dipolaarinen luonne mahdollistaa
- aiheuttaa vesimolekyylien toisiinsa sitoutumisen:
* sidokseen osallistuvan molekyylin hydroksyyliryhmän osittain positiivisesti varattu vety voi sitoutua toisen molekyylin hydroksyyliryhmän osin negatiivisesti varattuun happeen
-> veden korkea kiehumispiste
- oleellisessa asemassa esim. nukleiinihappojen ja entsyymien kemiallisissa reaktioissa (sidokset OH- tai NH-ryhmien ja toisten molekyylien happi- tai typpiatomien välillä)

Poolittomien aineiden reaktiot ja dipolit:
- poolittomatkin elektronit vetävät toisiaan puoleensa
- molekyylien välille ei sidosta
- hetkittäisiä dipoleita (elektronit hylkivät toisen molekyylin elektroneita)
-> molekyylien välille van der Waalsin voimat (heikko, lyhytkantamainen, yleinen vetovoima)
-> pienimolekyylisten, poolittomien aineiden nestemäinen ja kiinteä olomuoto
Huom! Hylkimisvetovoimalla ei merkitystä jos voimakkaampia sidoksia

Ionisidoksista ja vetysidoksista...

Hydratoituminen:
1. veteen liukenevien suolojen irronnut ioni
-> kiinnittyy vesimolekyyleihin dipoli-ionisidoksina
2. (pooliset) etanoli ja sokeri liukenevat veteen
-> rikkovat vesimolekyylien väliset vetysidokset
-> muodostavat vesimolekyylien kanssa vetysidoksia poolisen OH-ryhmän kautta
* lehmällä, hevosella selluloosan hydratoituminen tietyn entsyymin avulla! :)
Selvitettävä tämä kohta tarkemmin!

Sidosenergia:
- sidoksen muodostuessa
- vapautuu sidosenergiaa (sidoksen purkamiseen tarvittava energiamäärä)
- suuruus eri sidoksissa:
a. biologisten molekyylien kovalenttisidokset: n. 200-700 kJ/mol
b. kahden ionisoituneen ryhmän välinen energia: max. n. 20 kJ/mol
c. joillain vuorovaikutuksilla paljon pienempi!

Ei-kovalenttisista vuorovaikutuksista (heikot vuorovaikutukset)...

1) ionien väliset sidokset
2) dipolisidokset (vetysidos)
3) van der Waalsin voimat
4) hydrofobinen vuorovaikutus (vesipakoisten molekyylinosien vedestä erillinen faasi)
- yhteisvaikutukseltaan merkittäviä:
1) ionihiloissa: ionisidosten kumuloituvasta vaikutuksesta ioniyhdisteille tyypilliset, korkeat sulamispisteet
2) biologisissa makromolekyyleissä: stabiloivat molekyylin rakennetta (esim. polysakkaridi-, proteiini-, nukleiinihappo-makromolekyylit)

Selvitä käsitteet tarkemmin: dipolisidos - vetysidos?

Vastakohtia ja muita käsitepareja

orgaaniset molekyylit - epäorgaaniset yhdisteet
solun pienet orgaaniset molekyylit - suuremmat molekyylit
sokerit -> polysakkaridit
rasvahapot -> glyserolipidit
aminohapot -> proteiinit (eli valkuaisaineet)
nukleotidit -> nukleiinihapot
DNA -> RNA -> proteiini
kovalentti sidos - kaksoissidos - kolmoissidos
kovalentti sidos - ei-kovalenttiset vuorovaikutukset (eli heikot vuorovaikutukset)
reaktiivinen - epäreaktiivinen
sidoselektronit - p-elektronit (eli vapaat elektroniparit, sidoksista "yli jääneet")
sidos - dipoli (elektronien hyljintäreaktio)
polaarinen - pooliton
elektronegatiivisuudeltaan samankaltaisten atomien sidos - polarisoitunut sidos - ionisidos (=vetysidos?)
sidosenergia (sidoksen muodostuessa vapautuva) - sidoksen purkamiseen tarvittava energia