Beta-karoten u organizmu

Beta-karoten u organizmu

Apsorpcija karotenoida u našem tijelu kreće se između 10% i 30%, a značajno se smanjuje s povećanjem doze tj. unosa. Najznačajniji čimbenik koji potiče apsorpciju  su masnoće, jer se karotenoidi apsorbiraju samo u prisutnosti žučnih soli. Vlakna iz hrane smanjuju, odnosno inhibiraju apsorpciju karotenoida.Beta-karoten je, kao što je poznato, snažan izvor vitamina A, u koji ga ovisno o poterebi pretvara naš organizam. Godinama se smatralo da je faktor konverzije tj. pretvorbe 1:6 tj. da je za 1 RE vitamina A potrebno 6μg beta-karotena. U novije vrijeme znanstvenici su utvrdili da da je bioraspoloživost beta-karotena iz hrane te njegova apsorpcija ipak nešto manja. Danas se smatra da je za 1 RE vitamina A potrebno čak 12μg beta-karotena. Ukoliko ne dođe do pretvorbe karotenodia u vitamin A, oni se ugrađuju u hilomikrone te dolaze u jetru. U cirkulaciji se nalaze vezani za lipoproteine. Karotenoidi se   pohranjuju prvenstveno u masnom tkivu, no također ih nalazimo i u jetri, plućima, prostati i sl. Raspored pojedinih karotenoida u tjelesnim organima vrlo je zanimljiv: u štitnjači, slezeni, jetri i gušterači dominantni su beta - karoten i likopen; u testisima i prostati likopen, dok u jajnicima i masnom tkivu prevladava zeaksantin. 

Zašto je važan beta-karoten?

Funkcija beta - karotena u organizmu je višestruka. Najpoznatija je njegova uloga vezana za kožu i sluznicu. Koža je naš najveći organ i direktna je zaštita od vanjskih utjecaja ( fizikalnih, kemijskih i mikrobioloških ). Sluznice imaju istu funkciju, no da bi to ostvarile moraju biti uvijek vlažne, a to im omogućuje vitamnin A koji je najbolje uzimati u obliku beta - karotena. Vitamin A djeluje na mlade stanice u dubljim dijelovima kože i sluznice tako da one sazrijevaju i zamjenjuju stare odumrle stanice koje se ljušte s površine. Taj učinak beta - karoten pokazuje i u drugom organima kao što su pluća, crijeva, mokraćni putovi, štitnjača.

Replikacija

I  Biohemija 

   Inicijacija- replikacija

Početak replikacije hromozoma u E.coli se sastoji od 245 bazna para i naziva se ORIC. Ključne su sekvence sastavljene od po 13 baznih parova koji se uzastopno ponavljaju 3 puta i od po 9 baznih parova koji se ponavljaju 4 puta. U počinjanju replikacije učestvuje najmanje 9 enzima ili proteina koji stvaraju kompleks. U otpočinjanju replikacije ključna je komponenta DnaA protein. Kompleks sastavljen od 20 molekula DnaA proteina se veže na 4 uzastopno ponavljajuće sekvence od 9 baznih parova u Oric.Kompleks denaturira DNA u području 3 uzastopno ponavljajuća segmenta dužine po 13 baznih parova. Pri tome se troši i ATP, ali neophodno je i učešće bakterijskog proteina HU. Zatim se na odvijeno područje DNA veže DnaB protein u reakciji u kojoj je potrebno i učešće DnaC proteina. Dva heksamera  DnaB proteina se vežu za dva lanca molekule DNA i djeluju kao helikaze pri čemu odvijaju DNA u 2 smjera i stvaraju dvoje replikacijske rašlje.Više molekula SSB proteina se veže za jednolančanu DNA i time stabiliziraju razdvojene lance i sprečavaju renaturaciju. A giraza oslobađa Dna topološkog stresa uzrokovanog djelovanjem DnaB helikaze.

   Elongacija- replikacija

Uključuje sintezu vodećeg  i tromog lanca. Sinteza vodećeg lanca počinje sintezom kratke RNA klice. Sintezu klice vrši primaza (DnaG protein). Na klicu se dodaju deoksiribonukleotidi djelovanjem DNA polimeraze III. Sinteza ovog lanca se odvija kontinuirano i ide u korak sa odvijanjem DNA u rep.rašljama.Sinteza tromog lanca- ovaj lanac se sintetiše u vidu kraćih fragmenata koji se nazivaju Okazakijevi fragmenti. Primaza sintetizira klicu, a zatim DNA polimeraza III na klicu dodaje dezoksiribonukleotide. DnaB protein-helikaza i DnaG protein- primaza grade primosom. Dna polimeraza III je dimer građen od dvije  katalitičke srži. Jedna katalitička srž kontinuirano katalizira vodeći lanac, a druga sintetizira jedan po jedan Okazakijev fragment po svijenoj petlji sporog lanca. Odvijanje DNA pomoću helikaze  dovodi do asocijacije primaze i sinteze kratke klice RNA . Nova β klizeća štipaljka  se smješta na klicu pomoću kompleksa koji utovara štipaljku polimeraze III. Kada se sinteza Okazakijevog fragmenta završi, replikacija se zaustavlja,  a β klizeća štipaljka disocira. Ista sržna podjedinica polimeraze III veže novu štipaljku i započinje sintezu novog Okazakijevog fragmenta.
Kada se sinteza O.fragmenta završi, uklanja se njegova RNA klica i zamjeni sa DNA. Uklanjanje klice i popunjavanje nastalog jaza vrši DNA polimeraza I , a rez koji preostaje popunjava DNA ligaza. DNA ligaza katalizira stvaranje fosfodiesterske veze između 3' OH kraja jednog fragmenta DNA na sporom lancu i 5' fosfata drugog Okazakijevog fragmenta.

2      Terminacija- replikacija

Na kraju se dvoje replikacijske rašlje susretnu u području terminusa koje sadrži multiple kopije sekvence dužine 20 baznih parova označene kao Ter. Za Ter sekvencu se veže Tus protein. Tus-Ter kompleks može zarobiti repl. rašlje iz bilo kog smjera. Kada jedne repl. rašlje sretnu Tus-Ter kompleks, zaustavljaju se, a druge se zaustave kad sretnu prve, zarobljene. Zatim se repliciraju bazni parovi koji se nalaze između velikih Tus-Ter kompleksa. Tako nastaju 2 međusobno povezana hromozoma-katenani. Njih razdvaja enzim topoizomeraza IV.

Ugljikohidrati

1.UGLJIKOHIDRATI

Skrob se sastoji iz dva tipa polimera glukoze: amiloze i amilopektina.

Amiloza je dugi nerazgranati lanac ostataka D-glukoze povezanih (a1à4) glikozidnim vezama.

Amilopektin je, za razliku od amiloze, visoko razgranat. Tačke grananja se nalaze na 24 do 30 glukoznih ostataka i fomiraju se pomoću (a 1à6) glikozidnih veza.

Glikogen je razgranati lanac, polimer podjedinica glukoze povezanih (a 1à4) glikozidnim vezama, a na mjestima grananja ( 8-12 glukoznih  ostataka) stvaraju se (a 1à6) glikozidne veze.

Celuloza je nerazgranati homopolisaharid (ima samo jedan tip monomera- glukozu), polimer glukoze, molekule glukoze su međusobno povezane (b 1à4) glikozidnom vezom. Ovakva konfiguracija omogućava celulozi da formira veoma duge ravne lance. Vlakna celuloze nastaju interakcijom susjednih paralelnih lanaca putem vodikovih veza.

Glikozaminoglikani su familija linearnih polimera sastavljena iz ponavljajućih disaharidnih jedinica ( komponente su ekstracelularnog matriksa). Jedan od dva monosaharida je uvijek ili N-acetilglukozamin ili N-acetilgalaktozamin; u većini slučajeva drugi monosaharid je uronska kiselina (obično D-glukuronska ili L-iduronska).

U glikozaminoglikane ubrajamo: Hijaluronska kiselina (sadrži do 50000 osnovnih disaharidnih jedinica, formira bistru, jako viskoznu otopinu koja služi kao lubrikant u sinovijalnoj tečnosti zglobova, ulazi u sastav ekstracelularnog matriksa hrskavice i tetiva, očne vodice i dr., doprinosti čvrstoći i elastičnosti hrskavice i tetiva zbog snažnih interakcija sa drugim komponentama matriksa ); Hondroitin sulfat (doprinosi čvrstoći na istezanje hrskavice, tetiva, ligamenata i zida aorte); Keratan sulfat (ne sadrži uronsku kiselinu i njegov sadržaj sulfata varira, nalazi se u rožnatim strukturama: nokti, kosa...); Heparin (sadrži iduronsku kiselinu i manji dio glukuronske kiseline, ima mnogo ostataka sulfatne kiseline, prirodni je antikoagulans- veže se za protein antitrombin koji se potom veže za trombin, proteazu neophodnu za zgrušavanje krvi).

Glikozaminoglikani se vežu kovalentno za ekstracelularne proteine (membranske ili sekretorne) pri čemu nastaju proteoglikani. Udio glikozaminoglikana dominira. Proteoglikani su glavne komponente vezivnog tkiva kao što je hrskavica.

*Na slici je prikazana struktura proteoglikana- integralnog membranskog proteina sindekana.

Sindekan je sržni protein plazmatske membrane na čijem su aminoterminusnom domenu (ekstracelularno) kovalentno vezana tri lanca heparan sulfata i dva lanca hondroitin sulfata.

*Na slici je prikazan proteoglikanski agregat ekstracelularnog matriksa.

Veoma duga molekula hijaluronata nekovalentno je vezana sa oko 100  molekula sržnog proteina-agrekana. Svaka molekula agrekana sadrži mnogo kovalentno vezanih lanaca hondroitin sulfata i keratan sulfata. Vezni proteini koji se nalaze na spoju između svakog sržnog proteina i hijaluronatne kičme posreduju interakciju između sržnog proteina i hijaluronata.

*Na slici su prikazane interakcije između ćelija i ekstracelularnog matriksa.

Ćelije se na proteoglikane EM učvršćuju uz posredovanje ekstracelularnog proteina (fibronektin) u ovom slučaju. Fibronektin posjeduje vezujuća mjesta za mebranski protein integrin, proteoglikan i kolagensko vlakno.

Glikoproteini su konjugati harbohidrata i proteina u kojima su karbohidratni dijelovi manji i strukturno raznovrsniji nego glikozaminoglikani u proteoglikanima. Udio ugljikohidrata kreće se od 1% do 70% mase glikoproteinske molekule.

Karbohidrat se veže preko svog anomernog karbona O-glikozidnom vezom za –OH u Ser ili Thr ostatku ili N- glikozidnom vezom za amidni nitrogen u Asn ostatku.

 

N-vezani oligosaharidi sadrže zajedničku pentasaharidnu srž koja se sastoji iz tri manoze i dva ostatka N-acetilglukozamina.

Lektini su proteini koji se vežu za ugljikohidrate sa velikim afinitetom i specifičnošću. Ovi proteini učestvuju u: ćelijskom prepoznavanju, signaliziranju, adheziji i intracelularnom usmjeravanju novosintetiziranih proteina.

Sijalinska kiselina nalazi se na krajevima oligosaharidnih lanaca mnogih glikoproteina plazme i na taj način štiti proteine od razgradnje u jetri. Na plazmalemi jetrenih ćelija nalaze asijaloglikoproteinski receptori(lektini) .Enzim sijalaza nalazi se na površini krvnih sudova.

*Na slici su predstavljeni selektini. Familija membranskih  lektina koji posreduju u ćelijskom prepoznavanju i adheziji.Na mjestu infekcije P-selektin na površini endotelijalnih ćelija kapilara stupa u interakciju sa specifičnim oligosaharidom glikoproteina cirkulirajućeg T limfocita. T limfocit usporava i kotrlja se niz endotel kapilare. Druga interakcija između integrinske molekule sa membrane T ćelije i adhezionog proteina na endotelnoj ćeliji, zaustavlja T-ćeliju, što je preduslov za ekstravazaciju.

Neki bakterijski patogeni imaju lektine koji dovode do adhezije bakterija na ćeliju domaćina ili do ulaska toksina u ćeliju npr. Helicobacter pylori prijanja na unutrašnju površinu želuca.

* Na slici su predstavljene uloge oligosaharida u prepoznavanju i adheziji na površinu ćelije.

Oligosaharidi sa jedinstvenom strukturom koji su komponente različitih glikoproteina ili glikolipida na vanjskoj površini plazmaleme sa velikom specifičnošću i afinitetom stupaju u interakciju sa lektinima u ekstracelularnoj sredini.

Virusi koji inficiraju životinjske ćelije, kao virus influence, vežu se za glikoproteine na ćeliji, čineći pri tome prvi korak infekcije.

Bakterijski toksini, kao toksin kolere ili velikog kašlja, vežu se na površinski glikolipid prije ulaska u ćeliju.

Neke bakterije, kao Helicobacter pylori, prvo prijanjaju za, a onda koloniziraju ili inficiraju životinjsku ćeliju.

U plazmalemi određenih ćelija, selektini posreduju interakcije ćelija-ćelija. Takve su interakcije T limfocita sa endotelnim ćelijama zida kapilara na mjestu infekcije.

Manoza-6-fosfatni receptor/lektin trans Goldži mreže veže se za oligosaharide lizozomskih enzima i usmjerava ih u lizozome.

Hemijski koktel