Molekularbiologie- chemische Grundlagen

• das chemische Verhalten eines Atoms hängt von der Anzhl der Elektronen in der äusserste Schale ab = Valenzschale.
• erste Schale: max. 2 Elektronen    weiteren Schalen : max 8 Elektronen
• Reaktivität eines Atoms hängt vom Vorhandensein ungepaarter Valenzelektronen in einem oder mehreren Orbitalen seiner Valenzschalen ab.

gemeinsame Nutzung eines Valenzelektrons durch zwei Atome

1. einzelne Elektron durch elektrostatische Anziehung des Atomkerns in seinem Orbital festgehalten
2. zwei Atome annähern: Elektron jedes der Atome zunehmend auch vom Atomker des anderen Atoms angezogen
3. sbeide Elektronen teilen sich schliesslich ein gemeinsames Orbital

Wenn Wasserstoffatom, das kovalent an elektronegativeres O-Atom gebunden ist, zusätzlich von einem anderen elektronegativen Atom (O&N) angezogen wird.

Partialladungen

• Kohäsion
• hohe spezifische Wärmekapazität
• Verringerung der Dichte beim Übergang zum festen Aggregatszustand
• durch die Polarität ist Wasser ein vielseitiges Lösungsmittel

Wassertransport in Pflanzen - Kohäsion -Adhäsion

Blutbahnen, Stofftransport, Diffusion---> Bindungen 

Wasserläufer, Pflanzenoberfläche perlt Wasser ab

• Küstengebiete mildes Klima
• stabilisierung der Meeres- und Seentemperaturen
• Lebewesen: Thermoregulation durch Schwitzen

• kein Durchfrieren der Gewässer - erlauben Leben unter der Eisschicht
• Wasser in Lebewesen nicht zufrieren

• durch Polarität
• Transportmittel für hydrophile Stoffe
• Kreislauf, Zelle
• hydrophobe Stoffe: Schutz gegen Nässe --> Vögel

Zwischen Wassermolekülen kann es zu einer chem. Reaktion und zur Bildung von Ionen kommen.

Hydroniumion : H₃O⁺

Hydroxidion: OH^-

Nimmt die Konzentration von Protonen zu

Wasserstoffionendonator

z.B Salzsäure HCl

Nimmt die Konzentration von Protonen ab

Wasserstoffionenakzeptor

z.B Ammoniak

 ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung.

 ist der negative dekadetische Log (= Zehnerlogarithmus) der Wasserstoffionen-Aktivität.

Die pH-Wert Skala geht von 1 - 14.

Hierbei bezeichnet pH 7 den Neutralpunkt, 1-6,99 den sauren, 7,01 -14 den alkalischen (basischen) Bereich.

•  chemische Verbindungen ändern ihre chemische Struktur in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Denaturierung: biologisch inaktiv

• hat vier Valenzelektronen
• kann mit 4 weiteren Atomen kovalente Bindung eingehen
• einfach- doppel- und dreifachbindung
• mit vielen Elementen Bindungen eingehen
• kann lange Ketten bilden

1. Länge der ketten
2. Doppelbindungen: variable Positionen
3. Verzweigungsgrad: unverzweigt, verzweigt
4. Ringbildung

Atomgruppen in organischen Verbindungen, welche die Stoffeigenschaften und das Reaktionsverhalten der sie tragenden Verbindungen massgeblich bestimmen.

1. Hydroxyl
2. Carbonyl
3. Carboxyl
4. Amino-
5. Sulfhydryl-
6. Phosphat-
7. Methyl-

• -OH
• Alkohole
• Ethanol
• polar, Wastb mit Wassermolekülen bilden --> Zucker löslich 

• -CO
• Ketone (R- CO- R)  und Aldehyde ( R-CO-H)
• Aceton, Probanal
• polarität: oft vernatwortlich für chem. und physik. Verhalten
• Die Carbonylgruppe kann mit Hydroxygruppen von Alkoholen unter Bildung von Halbacetalen undAcetalen sowie mit Ketonen unter Entstehung von Aldolen reagieren

• -COOH
• Carbonsäuren
• Essigsäure
• das positiv polarisierte Wasserstoff-Atom in wässriger Lösung leichter als Proton auf ein Wasser-Molekül unter Bildung eines Hydronium-Ions übertragen werden.
• höhere Azidität (Säurestärke) der Carbonsäuren gegenüber den Alkoholen

• -NH₂
• Amine
• Aminosäuren
• wirkt als Base

• -SH
• Thiole
• Cystein (Aminosäure)
• kovalente Bindungen zwischen S-Atomen--> Stabilisierung der Raumstruktur von Proteinen (Disulfidbrücken)

• -OPO₃^2-
• organische Phospahte
• Glycerinphosphat ( Bestandteil der Phospholipide)
• negative Ladungen ins Molekül- Unter Energiefreisetzung mit Wasser reagieren : Hydrolyse

• CH₃
• Mehtylierte Verbindungen
• 5-Methylcytidin ( Bestandteil der DNA, Nucleobase, die durch Addition einer Methylgruppe modifiziert ist.
• beeinflusst Expression von Genen
• Anordnung der Methylgruppen in Hormonen --> beeinflusst Form und Funktion