1 / 23

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIŞOARA

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIŞOARA. MASTER SIIS Sisteme Informatice în Îngrijirea Sănătății. www.medinfo.umft.ro/dim / bioinformatica.htm. BIOINFORMATICA. Prof Dr George I Mihala ş UMF Victor Babeş. CURSUL 2. NO ȚIUNI DE BIOFIZICĂ. Obiectul și capitolele biofizicii.

kasper-wolfe
Download Presentation

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIŞOARA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. UNIVERSITATEAPOLITEHNICA TIMIŞOARA MASTER SIIS Sisteme Informatice în Îngrijirea Sănătății Curs 2 Bioinformatica

  2. www.medinfo.umft.ro/dim/bioinformatica.htm Curs 2 Bioinformatica

  3. BIOINFORMATICA Prof Dr George I Mihalaş UMF Victor Babeş Curs 2 Bioinformatica

  4. CURSUL 2 NOȚIUNI DE BIOFIZICĂ Curs 2 Bioinformatica

  5. Obiectul și capitolele biofizicii • Obiectul biofizicii • Studiul proceselor fizice la nivelul materiei vii • Capitole • Biofizica moleculară • Biofizica celulară • Biofizica sistemelor complexe • Interacțiunea factorilor fizici cu materia vie Curs 2 Bioinformatica

  6. Planulcursului • Biofizica moleculară • Structura atomului • Structura norului electronic • Structura moleculei • Legături chimice, forţe intermoleculare • Molecula de apă • Structură, soluții, pH • Biofizica celulară • Termodinamica biologică • Fenomene de transport • Transportul transmembranar • Bioelectrogeneza • Potențialul celular Curs 2 Bioinformatica

  7. Structuraatomului • Nucleu [p,n] (nr de ordine Z, nr de masă A), sarcina +Ze [ ZX ] • Electroni - 4 nr.cuantice • principal - n = 1, 2, 3, … - nivelul energetic (straturi: K, L, M …) • E ~ - 1 / n2 , r ~ n2 • orbital - l = 0, 1, …, n-1 - subnivelul [forma norului] (s, p, d, f) • s - nor sferic, p - bilobar, de-alungul axelor (px, py, pz) • magnetic - ml = -l, …, 0, … +l - orientarea norului în spaţiu • noţiunea de orbital (3 nr cuantice) • de spin - s = +1/2, -1/2 - defineşte electronul pe orbital • Principiul lui Pauli • într-un atom nu pot exista 2 electroni cu aceleaşi 4 numere cuantice” • (pe un orbital încap maximum 2 electroni, cu spin opus) Curs 2 Bioinformatica

  8. Structuranorului electronic • Completarea electronilor - începând cu nivelul de cea mai joasă energie E (n = 1) • Ex: 1H - 1s1, 2He - 1s2,3Li - 1s2 2s1,4Be - 1s2 2s2 - subnivelele nu au aceeaşi E, E creşte cu l, se începe cu l = 0 (s) • Ex: 5B - 1s2 2s2 2px1 • regula lui Hund: • orbitalii aceluiaşi subnivel au aceeaşi energie • se completează întâi fiecare orbital cu 1 electron cu acelaşi spin • Ex:6C - 1s2 2s2 2px1 2py1,7N - 1s2 2s2 2px1 2py12pz1, 8O - 1s2 2s2 2px2 2py12pz1, 9F - 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz1, 10Ne - 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2, 11Na - 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2 3s1, 12Mg - 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2 3s2, 13Al - 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2 3s2 3px1,etc. • reprezentare schematică Curs 2 Bioinformatica

  9. Curs 2 Bioinformatica

  10. Atomul de carbon- hibridizări: sp3, sp2, sp- structura tetraedrică- legături σ (simplă) şi π (dublă) . Curs 2 Bioinformatica

  11. Structura moleculei. Legături chimiceLegătura covalentă (nepolară, polară) • Punere în comun de electroni • Atomi identici – nor simetric (ex H2, Cl2) • Moleculă nepolară • Atomi diferiţi – atomul mai electronegativ atrage norul şi devine centru de sarcini negative (ex HCl, H2O) • Moleculă polară - dipol-moment Curs 2 Bioinformatica

  12. Legături chimiceLegătura ionică • Legătura ionică • Electronii sunt complet deplasaţi la unul dintre atomi • Atracţie electrostatică între doi ioni Curs 2 Bioinformatica

  13. Forţe intermoleculareLegătura van derWaals, punţile de hidrogen • Mult mai slabe decât legăturile chimice • Legătura van der Waals • Dipol – dipol • Dipol – dipol-indus • Punţi de hidrogen • Între hidrogenul unei molecule polare )ca centru de sarcini pozitive şi electronii neparticipanţi ai altei molecule (ex H2O, NH3, A-T/G-C etc) Curs 2 Bioinformatica

  14. Molecula de apă Curs 2 Bioinformatica

  15. Soluții • Sisteme disperse • Solvent + solut (subst.diz.) • Clasificare după diam.(ø) • Soluții moleculare (ø < 10 Å) • Soluții coloidale • Dispersii (ø > 1000 Å) • Clasificare după disociere • Electroliți (tari – tot., slabi – par.) • Ne-electroliți • Concentrații • Procentuală (g/100 ml soluție) • Molară (nr.moli/1 litru soluție) • Normală (nr.echiv./1 litru sol.) • Disociere(totală → , parțială ↔) • Acizi: elib. H+ AH → A- + H+ • Baze: captează H+(elib. OH- în sol.apoase) BOH + H+ → B+ + H2O H2O ↔ H+ + OH- _____________________________________________________________ BOH → B+ + OH- Curs 2 Bioinformatica

  16. pHAcizi - substante care in solutieapoasa pun in libertate protoni (H+). Baze - substante care in solutieapoasaelibereazăionihidroxil (OH-).Apa - caracter neutru.Caracter amfoter - şi acid şi bază. Curs 2 Bioinformatica

  17. pHScara pH : 0 - 14: 0-7 = acid, 7 = neutru7-14 = caracter bazic (alcalin)Disocierea apei - produsul ionic al apeiSolutii tampon – mentin pH constant: - acid tare + sareasapH = pKa + log([f.deprot]/[f.protonata]) Curs 2 Bioinformatica

  18. Termodinamică biologică • Parametri de stare: intensivi și extensivi • Funcții de stare (U, G, S), potențial chimic (μ) • Stare de echilibru, procese termodinamice • Parametri de proces (variații) • Deosebirea gradient / variație • Principiul al II-lea: ∆S ≥ 0 (variația entropiei) • Procese reversibile / ireversibile, exemplu • Relația cu “ordinea”, demonul lui Maxwell • Particularitățile proceselor biologice: • crește ordinea, entropia scade! (??) Curs 2 Bioinformatica

  19. Forțe termodinamice • Forțe termodinamice generalizate, fluxuri td: • ∆p (presiune) – flux de volum (curgere) • ∆T (temperatură) – flux de căldură • ∆E (potențial electric) – curent electric • ∆C (concentrație) – difuziune • ∆π (presiune osmotică) – osmoză • ∆μ (potențial chimic) – reacție chimică • Legea Nernst-Planckpentru fluxuri t.d. Curs 2 Bioinformatica

  20. Procese cuplate • Cicluri naturale • Laturile metabolismului: • Catabolism (degradare, exoenergetic, ∆S > 0) • Anabolism (sinteză, endoenergetic, ∆S < 0 ) • Termodinamica proceselor biologice • Prigogine (Premiul Nobel 1971) • Randamentul termic al proceselor biologice (55%) • Substanțe macroergice (ATP, GTP) • Fosforilarea oxidativă – mitocondrii • Pompa de protoni (Mitchell, premiul Nobel 1974) Curs 2 Bioinformatica

  21. Fenomene de transport • Curgerea, convecția • Presiune hidrostatică și dinamică • Flux de soluție (∆p); legea lui Bernoulli • Difuziunea • Substanța dizolvată (∆C) • Legile lui Fick • Osmoza • Moleculele de solvent, printr-o membrană semipermeabilă (∆π) Curs 2 Bioinformatica

  22. Transport transmembranar • Transport pasiv • Canale ionice (explicația PK » PNa) • Transport activ • Pompe ionice • Electrogenice, non-electrogenice • Suport energetic • Pompa Na/K • Structură, funcționare Curs 2 Bioinformatica

  23. PAUZA Curs 2 Bioinformatica

More Related