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So berechnen Sie die Anzahl der in einem Protein vorhandenen Falten

So berechnen Sie die Anzahl der in einem Protein vorhandenen Falten


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Angenommen, ich habe eine Reihe von PDB-Dateien von Proteinen. Wie kann ich die Anzahl der Falten in diesen Proteinen ermitteln? Ist die Falzzahl aus den PDB-Dateien ableitbar? Wenn das so ist, wie?


Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun.

  1. CATH ist ein hierarchisches Klassifikationssystem
  2. SCOP ist ein weiteres solches System mit einer anderen Hierarchie
  3. PTGL ist die Proteintopologie-Graphenbibliothek
  4. Tops-Motiv scannt PDB-Dateien und vergleicht Muster damit

Wie Sie diese Tools tatsächlich anwenden oder in diesen Systemen nachschlagen, ist auf deren Websites dokumentiert. Es hängt jedoch davon ab, was Sie tun möchten - nach veröffentlichten Strukturen oder neuen experimentellen Daten suchen.

Ich sollte darauf hinweisen, dass es schwierig sein kann, Software von Grund auf neu zu schreiben, um die Faltung eines Proteins zu bestimmen.


3.3: Proteine

  • Beigetragen von Kevin Ahern & Indira Rajagopal
  • Professor (Biochemie und Biophysik) an der Oregon State University

Während Nukleotide alle wasserlöslich sind und die gleiche Grundzusammensetzung (Zucker, Base, Phosphat) haben und die Zucker ebenfalls wasserlöslich sind und meist 5 oder 6 Kohlenstoffatome enthalten (mit wenigen Ausnahmen), sind die Aminosäuren (allgemeine Struktur unten) strukturell und chemisch vielfältig.

Abbildung 3.2.1: Aminosäureschema

Obwohl alle Aminosäuren in Wasser löslich sind, unterscheiden sich die Wechselwirkungen ihrer Seitenketten mit Wasser erheblich. Dies ist wichtig, denn nur in den Seitenketten (R-Gruppen) unterscheiden sich Aminosäuren voneinander. Anhand der Seitenketten können wir die 20 in Proteinen vorkommenden Aminosäuren wie folgt gruppieren:

  • Aromatisch (Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan)
  • Aliphatisch (Leucin, Isoleucin, Alanin, Methionin, Valin)
  • Hydroxyl/Sulfhydryl (Threonin, Serin, Tyrosin, Cystein)
  • Carboxyamid (Glutamin, Asparagin)
  • R-Säuren (Glutaminsäure, Asparaginsäure)
  • R-Amine (Lysin, Histidin, Arginin)
  • Ungerade (Glycin, Prolin)

Beachten Sie, dass Tyrosin eine Hydroxylgruppe hat und in zwei Kategorien passt. Beachten Sie auch, dass Biochemiebücher sich darin unterscheiden, wie sie Aminosäuren in Kategorien einteilen. Aminosäuren sind durch Peptidbindungen miteinander verbunden. Dies führt einen leicht vereinfachenden Aspekt in die Struktur von Proteinen ein &ndash man braucht nur die Positionierung der R-Gruppen um jede Peptidbindung herum zu berücksichtigen, wenn die Proteinstruktur schematisch bestimmt wird. Proteine, die sich in wässrigen Umgebungen, wie dem Zytoplasma der Zelle, befinden, haben ihre Aminosäuren so angeordnet, dass diejenigen mit hydrophilen Seitenketten (wie Threonin oder Lysin) auf der Außenseite des Proteins vorherrschen, um mit Wasser zu interagieren. Die hydrophoben Aminosäuren in diesen Proteinen befinden sich überwiegend im Inneren. Wenn man die Struktur von Proteinen in nichtwässrigen Umgebungen untersucht, wie zum Beispiel im Inneren einer Lipiddoppelschicht, wird die Anordnung umgedreht &ndash Hydrophobe überwiegen auf der Außenseite, wo sie mit den hydrophoben Seitenketten der Membranfettsäuren und den hydrophilen Aminosäuren interagieren können sind überall dort angeordnet, wo sie mit Wasser in Berührung kommen können. Bei einem Protein wie Porin, das einen inneren Kanal bereitstellt, durch den Wasser passieren kann, befinden sich hier die Hydrophile. Bei Transmembranproteinen, die durch beide Seiten der Membran ragen, findet man die Hydrophilie an jedem Punkt, an dem die Polypeptidkette aus der Membran austritt.

Abbildung 3.2.2: Ein Bild der Primärstruktur eines Proteins.


So berechnen Sie die Anzahl der in einem Protein vorhandenen Falten - Biologie

Proteine ​​sind sowohl die Motoren als auch die Bausteine ​​aller Lebewesen, daher ist das Verständnis ihrer Struktur und ihres Verhaltens unerlässlich, um zu verstehen, wie Lebewesen funktionieren. Mein Diplomarbeitsprojekt ist ein Computerprogramm, das entwickelt wurde, um die dreidimensionale Struktur von Proteinen nur anhand ihrer Aminosäuresequenz vorherzusagen. Dieses System ist auch das erste einer Familie von Computerprogrammen, deren Zweck es ist, Analytiker bei der Erforschung von Proteinstruktur und -funktion zu unterstützen. Die Analyse wird vollständig im digitalen Bereich durchgeführt, wobei nur vorhandene DNA- und RNA-Sequenzdaten, Proteinhomologie- und Merkmalsdatenbanken verwendet werden.

Wie Proteine ​​falten

Alle Proteine ​​in der Natur bestehen aus Molekülketten, die als "Aminosäuren" bezeichnet werden. Zellen erzeugen Proteine, indem sie sie aus RNA-Sequenzen "transkribieren" (sie werden selbst aus DNA-Sequenzen erstellt). Wenn Proteine ​​von RNA transkribiert werden, beginnen sie als lineare Sequenzen von Aminosäuren. Da die Aminosäuren, aus denen ein Protein besteht, verschiedene elektrostatische und mechanische Eigenschaften haben, bleibt das Protein nicht lange in dieser verzahnten Form und beginnt sich zu einer dreidimensionalen Struktur zu falten. Es ist diese dreidimensionale Struktur (sowie die mechanischen und elektrostatischen Eigenschaften der Aminosäuresequenz), die dem Protein seine Funktionalität verleiht.

Zum Beispiel könnten sich zwei Proteine ​​so falten, dass ein Protein eine "Schloss"-Bindungsstelle für den entsprechenden "Schlüssel" des anderen Proteins darstellt. Das Einführen des Schlüssels in das Schloss erzeugt eine elektrochemische Reaktion, die einige wesentliche zelluläre Funktionen ausführt.

Die transkribierte Sequenz von Aminosäuren, die ein Protein bilden, wird als "Primärstruktur" des Proteins bezeichnet. Die gefaltete Form des Proteins im Dreiraum wird als "Sekundärstruktur" des Proteins bezeichnet. Die Sekundärstruktur eines Proteins wird zum großen Teil durch die mechanischen und elektrostatischen Effekte benachbarter Aminosäuren bestimmt. Proteine ​​haben auch "tertiäre" und "quartenäre" Strukturen. Die Tertiärstruktur bezieht sich auf den gesamten Faltungsweg eines Proteins. Zum Beispiel könnte ein Protein eine helikale Sekundärstruktur aufweisen, während seine Tertiärstruktur das Gesamtprotein in eine "Superspirale" falten könnte, in der sich das helikale Protein um sich selbst windet. Die Mechanik, wie sich ein Protein falten kann, bestimmt die Struktur eines Proteins. Die Tertiärstrukturvorhersage ist der grobe Teil und der Fokus meiner Dissertation, obwohl um eine Gesamtfaltung vorherzusagen, alle Einschränkungen von der lokalen bis zur globalen Faltung berücksichtigt werden müssen.

Die Quartärstruktur eines Proteins bezieht sich auf eine Ansammlung mehrerer Proteinstränge zusammen mit den sogenannten „posttranslationalen Modifikationen“ an den Proteinsträngen. "Posttranslationale Modifikation" bedeutet Faltung oder Veränderungen des Proteinstrangs, die außerhalb der inate Struktur oder Expression des Proteins aufgetreten sind. Ein gutes Beispiel für eine posttranslationale Modifikation ist die Addition einer "Hämgruppe" an Hämoglobinmoleküle. Ohne diese Hämgruppe könnten rote Blutkörperchen keinen Sauerstoff transportieren.

Eine Eigenschaft von Proteinen, die in der Natur sehr konsistent zu sein scheint, ist, dass sie sich bei ihrer Faltung zu einer möglichst energiesparenden Struktur falten, d. h. dass die Aminosäuren in völliger Ruhe sind und das Protein keine Energie aufwendet seine Struktur beibehalten. Diese Tatsache liefert uns einen Schlüssel, um die Struktur eines Proteins zuverlässig vorherzusagen. Theoretisch müssen wir nur die optimale Konformation unter allen möglichen Konformationen finden, die ein Protein annehmen kann.

In der Praxis ist dies jedoch eine unpraktische Lösung. Die Zeit, die benötigt wird, um alle möglichen Konformationen zu testen, die ein Protein anständiger Größe annehmen kann, ist selbst für die schnellsten Computer weitaus größer als das Alter des Universums.

Modelle mit hydrophober Packung

Eine der Eigenschaften von Aminosäuren, von der angenommen wird, dass sie den größten Teil der resultierenden Struktur eines Proteins bestimmt, ist die "Hydrophobie" der Aminosäure oder ihre Affinität für Wasser. Dies ist sinnvoll, da sich alle Proteine ​​in einem zytoplasmatischen Medium falten, das hauptsächlich aus Wasser besteht. Wenn man jede Aminosäure als "hydrophil" oder "hydrophob" bezeichnet und diese Eigenschaft dann als den einzigen Faltungsmechanismus betrachtet (aber die erwartete sequentielle Struktur eines Proteins beibehält), dann hat man ein makroskopisches Modell für die Faltungsabstraktionen von Proteinen, in die sich hydrophobe Aminosäuren bewegen einander und das "Zentrum" des Proteins vom Zytoplasma der Zelle entfernt. Um das Problem weiter zu vereinfachen (aber nicht die wesentliche Rechenkomplexität des Problems zu beseitigen), können wir diese Faltung innerhalb eines diskreten kartesischen Gitterraums durchführen.

Solche abstrakten Proteinmodelle werden als "Hydrophobic Packing"-Modelle oder kurz "HP-Modelle" bezeichnet und wurden von vielen Forschern untersucht, allen voran K. A. Dill.

Diese abstrahierten Proteinmodelle sind nicht weniger schwierig rechnerisch zu lösen. Die Abstraktion des Problems entfernt nur das Rauschen des Problems und ermöglicht es uns, uns auf die Kernschwierigkeiten der Vorhersage der Proteinstruktur zu konzentrieren. Bis heute sind das Proteinfaltungsproblem sowie die Vorhersage von abstrahierten Proteinfaltungen ungelöste Probleme.

Selbst nachdem das Protein abstrahiert wurde, scheint das Proteinfaltungsproblem seine NP-vollständigen Eigenschaften beizubehalten, was gut ist, da wir das Hintergrundrauschen des Problems entfernen möchten, ohne die Einschränkungen zu beseitigen, die das Problem schwierig zu lösen machen. und damit skalierbar, um Proteine ​​der realen Welt zu falten. Da das Proteinfaltungsproblem im Allgemeinen als NP-vollständig angesehen wird, habe ich alle herkömmlichen Problemlösungstechniken (wie die erschöpfende Suche des Lösungsraums) aus der Betrachtung gelassen. Jede Lösung dieses Problems muss Proteine ​​mit realer Größe innerhalb der polynomialen Zeit falten.


Ernährung

Für jede körperliche Aktivität benötigt der Körper Energie und die Menge hängt von der Dauer und Art der Aktivität ab. Energie wird in Kalorien gemessen und aus den Körperspeichern oder der Nahrung, die wir zu uns nehmen, gewonnen. Glykogen ist die primäre Energiequelle, die von den Muskeln verwendet wird, um Ihnen zu ermöglichen, sowohl aerobe als auch anaerobe Übungen durchzuführen. Wenn Sie mit niedrigen Glykogenspeichern trainieren, fühlen Sie sich ständig müde, die Trainingsleistung wird geringer und Sie werden anfälliger für Verletzungen und Krankheiten.

Eine Kalorie (cal) ist die Menge an Wärmeenergie, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 g Wasser um 1°C von 14°C auf 15°C zu erhöhen. Eine Kilokalorie (kcal) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1000 g Wasser um 1°C zu erhöhen.

Nährstoffbilanz

Eine sorgfältig geplante Ernährung muss für eine Energiebilanz und eine Nährstoffbilanz sorgen.

  • Proteine - unentbehrlich für das Wachstum und die Reparatur von Muskel- und anderem Körpergewebe
  • Fette - eine Energiequelle und essentiell für fettlösliche Vitamine
  • Kohlenhydrate - unsere primäre Energiequelle
  • Mineralien - jene anorganischen Elemente, die im Körper vorkommen und für seine normalen Funktionen von entscheidender Bedeutung sind
  • Vitamine - Wasser und fettlösliche Vitamine spielen bei vielen chemischen Prozessen im Körper eine wesentliche Rolle
  • Wasser - unentbehrlich für eine normale Körperfunktion - als Transportmittel für andere Nährstoffe und weil 60 % des menschlichen Körpers aus Wasser bestehen
  • Ballaststoffe - der faserige unverdauliche Teil unserer Ernährung, der für die Gesundheit des Verdauungssystems unerlässlich ist

Wie hoch ist der tägliche Energiebedarf?

Persönlicher Energiebedarf = Grundenergiebedarf + zusätzlicher Energiebedarf

Der Grundenergiebedarf (BER) umfasst Ihren Grundumsatz (BMR) und allgemeine tägliche Aktivitäten.

  • Für jedes kg Körpergewicht werden stündlich etwa 1,334 Kalorien benötigt [2] . (Ein Athlet mit einem Gewicht von 60 kg würde 1,334 & mal 24 Stunden & mal 60 kg = 1921 Kalorien/Tag benötigen)
  • Um Ihren BMR zu berechnen, sehen Sie sich den Rechner auf der Seite „Resting Daily Energy Expenditure“ (RDEE) an

Zusätzlicher Energiebedarf (EER)

  • Für jede Trainingsstunde benötigen Sie ca. 8,5 Kalorien zusätzlich pro kg Körpergewicht [2] . (Für eine zweistündige Trainingseinheit benötigt unser 60 kg Athlet 8,5 & mal 2 Stunden & mal 60 kg = 1020 Kalorien)

Ein Athlet mit einem Gewicht von 60 kg, der zwei Stunden lang trainiert, würde eine Aufnahme von ungefähr 2941 Kalorien (BER + EER = 1921 + 1020) benötigen.

Energie Brennstoff

Wie der Kraftstoff für ein Auto muss die Energie, die wir brauchen, gemischt werden. Die Ernährungsrichtlinien für Amerikaner [1] empfehlen die folgende Mischung:

  • 45-65% Kohlenhydrate (Zucker, Süßigkeiten, Brot, Kuchen)
  • 20-35% Fette (Milchprodukte, Öl)
  • 10-35% Protein (Eier, Milch, Fleisch, Geflügel, Fisch)

Für die folgenden Beispiele und Berechnungen verwende ich die folgenden Werte: Fett 27%, Kohlenhydrate 52% und Protein 21%

Die ungefähre Energieausbeute pro Gramm ist wie folgt [3]: Kohlenhydrate – 4,2 Kalorien, Fette – 9,5 Kalorien und Protein – 4,1 Kalorien.

Was braucht ein 60 kg schwerer Sportler an Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen?

  • Kohlenhydrate – 52 % von 2941 = 1529 Kalorien – bei 4,2 Kalorien/Gramm = 1529 & 4,2 teilen = 364 Gramm
  • Fette – 27% von 2941 = 794 Kalorien – bei 9,5 Kalorien/Gramm = 794 & 9,5 = 84 Gramm teilen
  • Protein - 21% von 2941 = 617 Kalorien - bei 4,1 Kalorien/Gramm = 617 & 4,1 teilen = 151 Gramm

Unser 60kg Athlet benötigt 364 Gramm Kohlenhydrate, 84 Gramm Fett und 151 Gramm Protein.

Welche Fettarten gibt es?

Die Art des Fetts hängt von der Art der Fettsäuren ab, aus denen die Triglyceride bestehen. Alle Fette enthalten sowohl gesättigte als auch ungesättigte Fettsäuren, werden aber je nach Anteil der vorhandenen Fettsäuren üblicherweise als „gesättigt“ oder „ungesättigt“ bezeichnet. Gesättigte Fette sind im Allgemeinen bei Raumtemperatur fest und neigen dazu, tierische Fette zu sein. Ungesättigte Fette sind bei Raumtemperatur flüssig und in der Regel pflanzliche Fette. Grundsätzlich gibt es Ausnahmen, z.B. Palmöl ist ein Pflanzenöl, das einen hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren enthält.

Ungesättigt Gesättigt
Sonnenblumenöl Rindfleisch
Olivenöl Speck
Reisöl Käse
Nüsse Butter
Rapsöl Kekse
Fetter Fisch - Sardinen Kartoffelchips

Welche Arten von Kohlenhydraten gibt es?

Es gibt zwei Kohlenhydrate - stärkehaltige (komplexe) Kohlenhydrate und Einfachzucker. Die Einfachzucker finden sich in Süßwaren, Müsliriegeln, Kuchen und Keksen, Cerealien, Puddings, Erfrischungsgetränken und Säften sowie Marmelade und Honig, enthalten aber auch Fett. Stärkehaltige Kohlenhydrate finden sich in Kartoffeln, Reis, Brot, Vollkorngetreide, teilentrahmter Milch, Joghurt, Obst, Gemüse, Bohnen und Hülsenfrüchten. Beide Typen ersetzen effektiv Muskelglykogen. Die stärkehaltige Kohlenhydrate sind diejenigen, die alle Vitamine und Mineralstoffe sowie Protein enthalten. Sie sind auch fettarm, solange Sie nicht zu viel Butter und fettige Saucen aufschlagen. Die stärkehaltigen Lebensmittel sind viel sperriger, so dass es ein Problem geben kann, diese Menge an Nahrung zu sich zu nehmen, so dass eine Ergänzung einfacher Zuckeralternativen erforderlich ist.

Ihr Verdauungssystem wandelt die Kohlenhydrate in der Nahrung in Glukose um, eine Form von Zucker, die im Blut transportiert und zur Energiegewinnung zu den Zellen transportiert wird. Die Glukose wird wiederum in Kohlendioxid und Wasser zerlegt. Jede Glukose, die von den Zellen nicht verwendet wird, wird in Glykogen umgewandelt - eine andere Form von Kohlenhydrat, die in den Muskeln und der Leber gespeichert wird. Allerdings ist die Glykogenkapazität des Körpers auf etwa 350 Gramm begrenzt, sobald dieses Maximum erreicht ist, wird überschüssige Glukose schnell in Fett umgewandelt. Basieren Sie Ihre Hauptmahlzeit mit der Masse auf Ihrem Teller, die mit Kohlenhydraten und kleinen Mengen an Proteinen wie Fleisch, Geflügel und Fisch gefüllt ist. Das zusätzliche Protein und die Vitamine, die Sie möglicherweise benötigen, befinden sich in den stärkehaltigen Kohlenhydraten.

Laktoseintoleranz

Laktoseintoleranz entsteht, wenn die Schleimhautzellen des Dünndarms keine Laktase produzieren, die für die Verdauung von Laktose notwendig ist. Symptome sind Durchfall, Blähungen und Bauchkrämpfe nach dem Verzehr von Milch oder Milchprodukten.

Kohlenhydrate für Leistung

Um eine Trainingseinheit oder einen Wettkampf zu unterstützen, müssen Sportler zu einem geeigneten Zeitpunkt essen, damit die gesamte Nahrung aufgenommen wurde und ihre Glykogenspeicher vollständig aufgefüllt sind.

Nach dem Training und Wettkampf sind die Glykogenspeicher eines Sportlers aufgebraucht. Um sie wieder aufzufüllen, muss der Athlet die Geschwindigkeit berücksichtigen, mit der Kohlenhydrate in Blutzucker umgewandelt und zu den Muskeln transportiert werden. Die schnelle Auffüllung der Glykogenspeicher ist für den Leichtathleten, der viele Rennen in einem Meeting hat, von entscheidender Bedeutung.

Der Anstieg des Blutzuckerspiegels wird durch den glykämischen Index (GI) eines Lebensmittels angezeigt – je schneller und höher der Blutzucker ansteigt, desto höher ist der GI.

Lebensmittel mit hohem GI brauchen 1 bis 2 Stunden, um aufgenommen zu werden, und Lebensmittel mit niedrigem GI brauchen 3 bis 4 Stunden, um aufgenommen zu werden.

Studien haben gezeigt, dass der Verzehr von Kohlenhydraten mit hohem GI (ca. 1 g pro kg Körper) innerhalb von 2 Stunden nach dem Training die Auffüllung der Glykogenspeicher und damit die Erholungszeit beschleunigt.

Die Glykogenspeicher halten im Ruhezustand (Schlaf) etwa 10 bis 12 Stunden, daher ist das Frühstück unerlässlich.

Das Essen von 5-6 Mahlzeiten oder Snacks pro Tag hilft dabei, die Glykogenspeicher und das Energieniveau zu maximieren, die Fettspeicherung zu minimieren und den Blutzucker- und Insulinspiegel zu stabilisieren.

Essen und Wettbewerb

Was du täglich isst, ist extrem wichtig für das Training. Ihre Ernährung beeinflusst, wie schnell und wie gut Sie Fortschritte machen und wie schnell Sie einen wettbewerbsfähigen Standard erreichen. Auf der Seite Ernährungstipps finden Sie einige allgemeine Ernährungstipps, die Ihnen helfen, Ihr Gewicht und Ihren Körperfettanteil zu kontrollieren.

Sobald Sie bereit sind, an Wettkämpfen teilzunehmen, haben Sie ein neues Anliegen: Ihre Wettkampfdiät. Ist es wichtig? Was solltest du vor deinem Wettkampf essen? Wann ist die beste Zeit zum Essen? Wie viel sollten Sie essen? Sollten Sie während der Veranstaltung essen? Und was kann man zwischen den Heats oder Matches essen? In diesem Bereich wurde viel geforscht und spezifische Ernährungsansätze können die Wettkampfleistung verbessern.

Was muss ich tun?

Berechnen Sie Ihren täglichen Grund- und Zusatzbedarf, überwachen Sie Ihre tägliche Aufnahme (insbesondere Ihre Kohlenhydrate) und passen Sie dann Ihre Ernährung an Ihren Tagesbedarf an. Eine ausgewogene Ernährung sollte Sie mit den erforderlichen Nährstoffen versorgen, muss jedoch überwacht werden. Der einfachste Weg, die „Energiebilanz“ zu überwachen, besteht darin, regelmäßig Ihr Gewicht zu überprüfen.

Schlüsselfaktoren in deiner Trainingsdiät

Jeden Tag drei Hauptmahlzeiten und zwei bis drei Snacks. Alle Mahlzeiten sollten sowohl Kohlenhydrate als auch Proteine ​​enthalten – 20 bis 30 Gramm Protein bei jeder Hauptmahlzeit und 10 bis 20 Gramm bei jedem Snack.

Die Kohlenhydratmenge variiert stark, hauptsächlich abhängig von Ihrer Arbeitsbelastung. Es kann im Bereich von 40 bis 60 Gramm für Hauptmahlzeiten und 20 bis 30 Gramm für Snacks liegen. Wenn Sie hart trainieren und möglicherweise mehrere tägliche Einheiten absolvieren, ist die Erholungsmahlzeit entscheidend. Nehmen Sie 1 g Kohlenhydrate pro kg Körpergewicht und etwa 30 g Protein zu sich. Trinken Sie direkt nach dem Training einen Drink (z. B. einen Erholungsdrink oder ein halbes Liter Magermilch) und eine Banane (diese liefert etwa 10 Gramm Protein und 30 Gramm Kohlenhydrate), gefolgt innerhalb von etwa 45 Minuten mit etwas reichhaltigerem Essen wie Bohnen auf Toast und Thunfisch.

Versuchen Sie immer, mindestens fünf Stück Obst pro Tag zu essen. Magermilch ist ein proteinreiches Lebensmittel und liefert wichtige Mineralien wie Kalzium und Phosphor.

Tabellen zur Lebensmittelzusammensetzung

Tabellen zur Nahrungszusammensetzung werden häufig verwendet, um die Nährstoff- und Energieaufnahme zu bewerten und Mahlzeiten zu planen. Die Zusammensetzung eines Lebensmittels kann stark variieren, unter anderem abhängig von der Pflanzen- oder Tierart, von den Wachstums- und Fütterungsbedingungen und bei einigen Lebensmitteln von der Frische. Tabellen basieren auf Durchschnittswerten mehrerer im Labor analysierter Proben und geben daher nur einen groben Anhaltspunkt.

Kostenloser Rechner

  • Kalorienrechner - eine kostenlose Microsoft Excel-Tabelle, die Sie herunterladen und auf Ihrem Computer verwenden können. Die Tabelle wird in ein neues Fenster geladen.

Verweise

  1. Dietary Guidelines for Americans 2010[www] Verfügbar unter: www.health.gov/dietaryguidelines/dga2010/DietaryGuidelines2010.pdf [Zugriff am 16. April 2013]
  2. Britischer Leichtathletikverband (1992) Senior Coach - Handbuch zur Coaching-Theorie. 3. Aufl. Reedprint Ltd, Windsor (Großbritannien). P. H1
  3. SADAVA, D. und ORIANS, G. (2000) Leben: Die Wissenschaft der Biologie. New York: W. H. Freeman und Co, S. 887.

Seitenangabe

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B. Proteinverarbeitung und das Endomembransystem

Alle Proteine ​​werden verarbeitet

Nach Translation auf Ribosomen im zytosolischen Kompartiment werden alle Proteine ​​entweder im Zytosol oder im ER/Golgi-System prozessiert.

Die Anfangsstadien der Proteinverarbeitung beinhalten die Faltung.

  • Denken Sie daran, dass die Faltung von Proteinen durch Interaktion mit Chaperonproteinen stattfindet (siehe S. 139-40 und 232, 468-9).
  • Nicht richtig gefaltete Proteine ​​werden zerstört. Im Zytosolkompartiment werden sie mit Ubiquitin markiert und von Proteasomen zerstört.

Modifikation von Membranproteinen und Proteinen, die zur Sekretion im endoplasmatischen Retikulum bestimmt sind. Auf das ER gerichtete Proteine ​​enden als Membranproteine ​​oder als lösliche Proteine, die für Vesikel (z. B. lysosomale Proteine) oder Sekretion bestimmt sind.

Andere Verarbeitungsformen finden im ER-Lumen statt.

  • kovalente Modifikation (Phosphorylierung, Methylierung, Acetylierung und Bildung von Disulfidbrücken) und
  • Dekollete des anfänglichen Proteinprodukts, um ein kleineres aktives Protein zu produzieren. Die Spaltung tritt häufig bei Verdauungsenzymen und anderen sezernierten Proteinen (z. B. Insulin) auf.
  • Glykosylierung - Zugabe von Polysacchariden zur Bildung von Glykoproteinen.
  • Die Enzyme, die diese Reaktionen ausführen, befinden sich im Lumen des E R und nicht im Zytosol.
  • Dies bedeutet, dass die zu glykosylierenden Proteine ​​zur Sekretion gebunden sind oder Membranproteine ​​sind.

Gedankenfrage: Welcher Teil des Proteins wäre bei Membranproteinen glykosyliert. Der innere (zytosolische) Teil oder der äußere Teil?

Abbildung 14-22. Proteinglykosylierung im ER. Wenn Polypeptidketten in das endoplasmatische Retikulum eintreten, werden sie sofort glykosyliert, indem eine Oligosaccharidkette hinzugefügt wird, die als einzelne Einheit von einem Phospholipid namens Dolichol auf einen Asparaginrest im Protein übertragen wird

Beachten Sie in der Abbildung oben (14-22), dass die Oligosaccharide als intakte vorgefertigte Einheit hinzugefügt werden, die aus 14 verknüpften Zuckerresten besteht, die von einem Phospholipid-Anker in der Membran übertragen wurden.

  • zunächst im Zytosol synthetisiert und in die zytosolische Seite der Membran eingebettet. Sie sind dann
  • zum äußeren (Lumen-)Blatt der Membran umgedreht.
  • kovalent an Asparagin im asn-X- (ser oder thr)-Sequenz-Tag gebunden.

C. Kontrolle des Proteinaustritts aus dem ER.

Einige Proteine ​​werden im ER zurückgehalten (z. B. die Enzyme, die die Oligosaccharide modifizieren, die Proteinen hinzugefügt werden)

  • Diese Proteine ​​tragen ein ER-Retentionssignal (KDEL-Sequenz) an ihrem carboxyl endet. Siehe Tabelle 14-3.
  • Auch wenn sie aus dem ER in Vesikel gelangen, werden sie durch retrograde (trans zu cis) Bewegung von Transportvesikeln. Dies ist ein weiteres Beispiel für Protein-Targeting über ein intern kodiertes Zielsignal.

Proteine ​​müssen richtig gefaltet und verarbeitet werden.

  • Proteine, die normalerweise aus dem ER exportiert werden, müssen richtig gefaltet werden. Abnormal Proteine ​​werden von Chaperonmolekülen zurückgehalten und abgebaut, wenn sie nicht kooperieren und sich nicht richtig falten.
  • Viele Multi-Polypeptid-Proteine, wie beispielsweise Antikörper, werden im ER zusammengebaut. Werden diese Proteine ​​nicht richtig zusammengesetzt (durch Faltung und Bildung von Disulfidbrücken), werden die Proteine ​​abgebaut.
  • Zellen machen viele Fehler beim Zusammenbau von Proteinen. Sie lassen sie nur nicht in der Öffentlichkeit sehen.

Proteine, die aus dem ER austreten, werden durch COPII-beschichtete Vesikel in den Golgi-Apparat übertragen.

D. Der Golgi-Komplex


Abb. 14-24
Studieren Sie die Abbildungen 14-24 und 14-17 im Text für die Grundstruktur der Organelle. Der Golgi-Komplex besteht aus einem Stapel abgeflachter Säcke (Zisternae) mit erweiterten oder geschwollenen Enden. Der Golgi-Komplex hat zwei funktional und strukturell unterschiedliche Gesichter. Das Verhalten des Golgi hängt von der Anwesenheit anderer Organellen ab, z.B. Zytoskelett für Unterstützung und Bewegung.

Der Golgi besteht aus drei Komponenten:

  • das cis Golgi-Netzwerk
  • der Golgi-Stack und
  • das trans Golgi-Netzwerk

Jeder Golgi-Stapel hat zwei Gesichter,

  • Die cis Gesicht, in der Nähe des ER, ist die Eintrittsfläche, die kleine Membranvesikel aus dem ER empfängt. Die Vesikelmembranen werden in die Golgi-Membranen eingebaut und der Inhalt der Vesikel gelangt in die Golgi-Zisternen.
  • Die trans Gesicht, das vom Zellkern in Richtung Plasmamembran abgewandt ist, ist die Austrittsseite, an der die Vesikel den Golgi verlassen und sich zu ihren Zielen bewegen, einschließlich des Äußeren der Zelle.

Hier sind einige Bilder von Golgi-Geräten aus dem Biol 200-Tutorial. Identifizieren

  • das cis und trans Gesichter von Golgi,
  • das Trans-Golgi-Netz und
  • Transportvesikel in diesen Bildern.

Die Golgi-Zisternae enthalten eine Vielzahl von Transglykosylasen (Enzyme, die Zucker von einem Molekül zum anderen transportieren), die die Oligosaccharidketten von Glykoproteinen modifizieren. Verschiedene Enzyme befinden sich in verschiedenen Regionen des Komplexes.

Die grausamen Details der Glykosylierung im Golgi-Komplex.

  • Wie werden diese Enzyme an Ort und Stelle gehalten und
  • Wie wird der Fluss von Zielproteinen durch den Golgi reguliert?

Der Fluss von Frachtproteinen durch den Golgi-Apparat ist von cis zu trans. (ER > Übergangsvesikel > cis-Golgi-Netzwerk > cis-Zisterna > mediale Zisterna > trans-Zisterne > trans-Golgi-Netzwerk > sekretorische Vesikel).

Trotz dieses Flusses gibt es viele residente Proteine, die in bestimmten Teilen des Golgi lokalisiert sind. Zwei Klassen von Modellen wurden vorgestellt, um den cis-zu-trans-Fluss von Frachtproteinen zu erklären, während die residenten Proteine ​​an Ort und Stelle bleiben.

1. Vesikeltransportmodell:

  • Frachtproteine ​​(aber keine residenten Proteine) werden durch Vesikeltransport von Stapel zu Stapel bewegt.
  • Diese Sortierung beinhaltet auch beides
    • nach vorne, anterograd (cis zu trans), und
    • rückwärts, oder rückläufig (trans zu cis), Fluss von Vesikel mit Proteinen, die den Stapel wieder nach oben bewegen.

    2. Zisternen Reifungsmodell:

    • Die cis-die meisten Zisternen sind die jüngsten, da sie vor kurzem aus ankommenden Bläschen gebildet wurden
    • Die trans-die meisten Zisternen sind die ältesten und zerfallen in Vesikel, wenn das Material in das Trans-Golgi-Netzwerk transportiert wird
    • Frachtproteine ​​werden mit den in der Zisterne befindlichen Proteinen transportiert und durch retrograde Vesikelbewegung an ihren richtigen Ort zurückgebracht.

    Für beide Prozesse gibt es Hinweise, und das Ausmaß, in dem die tatsächliche Situation mit dem einen oder anderen Modell übereinstimmt, variiert zwischen den Zelltypen.

    Vesikel aus dem trans Gesicht des Golgi-Stapels in das trans Golgi-Netzwerk ein, das als Sortier- und Verteilzentrum fungiert.


    Makronährstoffe: Berechnung Ihrer Proteine, Fette & Kohlenhydrate

    Lassen Sie uns Ihre Makronährstoffe herausfinden! In unserem Beitrag Kalorien: Wie viele brauche ich? Wir haben vier Schritte skizziert, die Ihnen helfen, Ihre Gesamter täglicher Energieverbrauch (TDEE). Ihr TDEE ist die Gesamtzahl der Kalorien, die Sie täglich benötigen. Die Kenntnis Ihres TDEE ist ein großartiger erster Schritt, um die Kontrolle über Ihre Ernährung zu übernehmen. Jetzt wollen wir etwas tiefer graben und untersuchen, wie Sie die Kalorien Ihres TDEE zuordnen können.

    In diesem Beitrag betrachten wir zunächst einige Definitionen und die Rollen von Makronährstoffe in Ihrer Ernährung. Anschließend erläutern wir, wie Sie Ihren täglichen Bedarf an Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten einschätzen können. Wir stellen auch einen Link zu zwei einfachen Tools (eines speziell für die ketogene Ernährung) bereit, die diese Berechnungen für Sie automatisieren.

    Wir hoffen, dass dieser Beitrag Ihnen das Wissen und die Werkzeuge vermittelt, die Sie benötigen, um fundierte Entscheidungen über die Zusammensetzung Ihrer Ernährung zu treffen.

    Einige grundlegende Kenntnisse über Makronährstoffe

    Makronährstoffe sind die Nährstoffe, die uns die Energie (gemessen in Kalorien) liefern, die unser Körper für Wachstum, Stoffwechsel und andere Funktionen benötigt. Das Präfix “macro” bedeutet, dass im Gegensatz zu Mikronährstoffen (Vitamine und Mineralien) große Makronährstoffe in großen Mengen benötigt werden.

    Proteine, Fette und Kohlenhydrate bilden die Gruppe der Makronährstoffe. Nehmen wir uns einen Moment Zeit, um jeden dieser Makronährstoffe kurz zu betrachten.

    Kohlenhydrate: Diese sind eine wichtige Energiequelle für unseren Körper und werden in unseren Muskeln und in der Leber zur späteren Verwendung gespeichert. Lebensmittel, die große Mengen an Kohlenhydraten enthalten, sind Früchte, Getreide (Reis, Hafer, Gerste usw.) und Wurzeln (Kartoffeln, Süßkartoffeln, Karotten usw.). Kohlenhydrate liefern 4 Kalorien Energie pro Gramm. In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über Kohlenhydrate.

    Proteine: Unser Körper verwendet Proteine, um Gewebe und Muskeln aufzubauen, Organe zu reparieren und Hormone und Enzyme zu produzieren. Proteine ​​​​werden auch zur Energiegewinnung verwendet, wenn Kohlenhydrate nicht verfügbar sind. Lebensmittel mit hohem Proteingehalt sind Geflügel, Fisch, Bohnen, Milchprodukte, Nüsse und Hülsenfrüchte. Proteine ​​liefern 4 Kalorien Energie pro Gramm.

    Fette: Um Vitamine aufnehmen zu können, braucht unser Körper Fette. Lebensmittel mit einem hohen Fettanteil sind Speiseöle, Butter, Nüsse und Käse. Von den drei Makronährstoffen enthalten Fette die meisten Kalorien pro Gramm Fette liefern 9 Kalorien Energie pro Gramm.

    Das Institute of Medicine (IOM) empfiehlt in seinem Bericht über die Nahrungsaufnahme zur Energiegewinnung Bereiche für Proteine, Fette und Kohlenhydrate. Die folgende Tabelle fasst die von IOM empfohlenen Bereiche für Erwachsene zusammen. Sie sollten beachten, dass einige Diäten diese Bereiche aus verschiedenen Gründen nicht einhalten. Es gibt zum Beispiel Hinweise darauf, dass Diäten mit einem höheren Proteingehalt (mehr als 35 %) wirksamer zur Gewichtsabnahme sind 4 . Betrachten Sie diese Bereiche als eine sehr grobe Schätzung dessen, wie Ihre Makronährstoffverteilung aussehen kann.

    Tabelle 1. Empfehlungen für die Makronährstoffbereiche von IOM&#

    Berechnung Ihrer Makronährstoffe

    Nachdem wir nun die Grundlagen der Makronährstoffe eingeführt haben, können Sie mit der Berechnung Ihrer Makronährstoffe in den folgenden vier (4) Schritten fortfahren.

    Schritt 1 – TDEE: Bestimmen Sie Ihre Gesamter täglicher Energieaufwand (TDEE). Lesen Sie unseren Beitrag Kalorien: Wie viele brauche ich? wenn Sie Hilfe bei der Bestimmung Ihres TDEE benötigen.

    Schritt 2 – Proteine: Schätzen Sie Ihre erforderliche Proteinaufnahme, indem Sie einen Prozentsatz aus dem Bereich in der obigen Tabelle (Tabelle 1) auswählen und mit Ihrem TDEE multiplizieren. Bestimmen Sie alternativ, wie viele Gramm Protein pro Pfund Körpergewicht Sie basierend auf Ihrem körperlichen Aktivitätsniveau benötigen. Die folgende Tabelle von Bodybuilding.com empfiehlt den Proteingehalt basierend auf der körperlichen Aktivität/dem Lebensstil.

    Tabelle 2. Proteinbedarf basierend auf der körperlichen Aktivität

    Beispielrechnung: Ein Erwachsener mit einem Gewicht von 150 lbs, der Freizeitübungen basierend auf Tabelle 2 oben ausführt, würde 0,75 Gramm Protein pro Pfund Körpergewicht benötigen.

    Tägliche Proteinaufnahme (in Gramm) = 0,75 Gramm pro Pfund x 150 Pfund = 112,5 Gramm Protein

    Als nächstes wandeln Sie Ihre Proteinaufnahme von Gramm in Kalorien um, um diese Umrechnung durchzuführen, multiplizieren Sie Ihre tägliche Proteinaufnahme (in Gramm) mit 4.

    Beispielrechnung: Verwenden des Ergebnisses aus dem vorherigen Beispiel

    Tägliche Proteinaufnahme (in Kalorien) = 112,5 Gramm Protein x 4 Kalorien pro Gramm = 450 Kalorien aus Protein

    Schritt 3 – Fette: Entscheiden Sie, welcher Prozentsatz Ihrer Ernährung fett sein soll, wählen Sie einen Prozentsatz zwischen 15% und 35%. Multiplizieren Sie diesen Prozentsatz mit Ihrem TDEE, um Ihre Fettaufnahme in Kalorien zu erhalten. Rechne diesen Wert von Kalorien in Gramm um, indem du ihn durch 9 dividierst. 1 Gramm Fett ergibt 9 Kalorien.

    Beispielrechnung: Bei einem TDEE von 2.475 Kalorien und einer gewünschten Fettzusammensetzung von 20 %

    Tägliche Fettaufnahme (in Kalorien) = 20 % x 2.475 Kalorien = 495 Kalorien aus Fett
    Tägliche Fettaufnahme (in Gramm) = 495 Kalorien ÷ 9 Kalorien pro Gramm = 55 Gramm Fett

    Schritt 4 – Kohlenhydrate: Ziehen Sie Ihre Fett- und Proteinaufnahmewerte (in Kalorien) von Ihrem TDEE ab, um Ihre erforderliche Kohlenhydrataufnahme zu berechnen.

    Beispielrechnung: Verwendung der Werte aus den Beispielen in Schritt 2 und 3:

    Tägliche Kohlenhydrataufnahme (in Kalorien) = TDEE – (Proteinaufnahme + Fettaufnahme) = 2.475 Kalorien – (495 + 450) Kalorien = 1.530 Kalorien

    Rechne die Kohlenhydrataufnahme von Kalorien in Gramm um, indem du sie durch 4 Kohlenhydrate dividierst, ergibt 4 Kalorien pro Gramm.

    Tägliche Kohlenhydrataufnahme (in Gramm) = 1.530 Kalorien ÷ 4 Kalorien pro Gramm = 382,5 Gramm

    Lassen Sie eine Maschine rechnen!

    Das hat jetzt Spaß gemacht! But if you’re uninterested in manually performing the calculations above, you can consider using the Free Dieting Macronutrient Calorie Counter. Both these tools are extremely helpful and let you use pre-defined ratios or define your own.

    This post provided you with a general idea of how to calculate your daily macronutrient requirements. In later posts we will take an even deeper look into each macronutrient and discuss the various differences between the subcategories of each macronutrient. For example, there are various types of fats–polyunsaturated, monounsaturated, trans and saturated fats–and our bodies treat each of these differently.


    Look on the food label of a product. If there is no label, look up the nutrition information on line. A good website for this is www.nutritiondata.com. See how many grams of protein the food contains. Multiply the amount of protein grams by four. This is the amount of kcals in the protein portion.

    How to Calculate Grams

    Now look at how many grams of carbohydrates included in this product. Multiply the carbohydrates by four. This is the amount of carbohydrate kcals in the food being evaluated.

    Find how many total fat grams there are. Multiply this number by nine. This is the amount of fat kcals. in the food.

    How to Calculate Fat, Protein & Carbohydrates

    Add the amounts of kcals in carbohydrates, fats, and proteins together for a total kcal count.

    To find the percentage of an individual component, divide the amount of kcals by the total kcal count. For example, if there are 45 kcals of fat in a 90 kcal product, you would divide 45 by 90. This food, then, is made up of fifty percent fat kcals.

    Attempt to eat the percentages recommended by the Food and Nutrition Board. Forty five to sixty five percent of your daily intake should be carbohydrates. Protein should comprise ten to thirty five percent. Fat should be twenty to thirty five percent.


    EOSC-WeNMR portals

    The Utrecht Biomolecular Interactions software portal provides access to software tools developed in the Computational Structural Biology group / NMR Research Group of Utrecht University with a main focus on the characterization of biomolecular interactions. Please note that this site is in active development.

    Forschung

    Research within the computational structural biology group focuses on the development of reliable bioinformatic and computational approaches to predict, model and dissect biomolecular interactions at atomic level.

    For this, bioinformatic data, structural information and available biochemical or biophysical experimental data are combined to drive the modelling process. By following a holistic approach integrating various experimental information sources with computational structural biology methods we aim at obtaining a comprehensive description of the structural and dynamic landscape of complex biomolecular machines, adding the structural dimension to interaction networks and opening the route to systematic and genome-wide studies of biomolecular interactions.


    How do you calculate osmolarity of a solution?

    You multiply the molarity by the number of osmoles that each solute produces.

    Erläuterung:

    Ein osmole (Osmol) is 1 mol of particles that contribute to the osmotic pressure of a solution.

    For example, #"NaCl"# dissociates completely in water to form #"Na"^+# ions and #"Cl"^-# ions.

    Thus, each mole of #"NaCl"# becomes two osmoles in solution: one mole of #"Na"^+# and one mole of #"Cl"^-"# .

    A solution of 1 mol/L #"NaCl"# has an osmolarity of 2 Osmol/L.

    A solution of 1 mol/L #"CaCl"_2# has an osmolarity of 3 Osmol/L (1 mol #"Ca"^(2+)# and 2 mol #"Cl"^-# ).

    Calculate the osmolarity of blood. The concentrations of solutes are:

    #["Na"⁺] = "0.140 mol/L"#
    #"[Glucose]" = "180 mg/100 mL"#
    #"[BUN] (blood urea nitrogen)" = "20 mg/100 mL"# .

    But, each #"Na"^+# ion pairs with a negative ion #"X"^-# such as #"Cl"^-# to give 2 Osmol of particles.

    #"NaX osmolarity" = (0.140cancel("mol"))/(1"L") × "2 Osmol"/(1cancel("mol")) = "0.280 Osmol/L"#

    #"Glucose osmolarity" = (0.180 cancel("g"))/(100 cancel("mL")) × (1000 cancel("mL"))/"1 L" × (1 cancel("mol"))/(180.2 cancel("g")) × "1 Osmol"/(1 cancel("mol")) = "0.009 99 Osmol/L"#

    #"BUN osmolarity" = (0.020 cancel("g"))/(100 cancel("mL")) × (1000 cancel("mL"))/"1 L" × (1cancel("mol"))/(28.01 cancel("g")) ×"1 Osmol"/(1cancel("mol")) = "0.0071 Osmol/L"#

    #"Blood osmolarity" = "(0.280 + 0.009 99 + 0.0071) Osmol/L"= "0.297 Osmol/L" = "297 mOsmol/L"#

    Calculate the osmolarity of an IV admixture that contains 500 mL sterile water 50 mL NaHCO₃ 8.4 % 10 mL of 2 mmol/mL KCl 0.5 mL heparin 5000 units 1 mL pyridoxine 1 mL thiamine.

    Set up a table for easy calculation.

    #"Osmolarity" = "141.96 mOsmol"/(562.5 cancel("mL")) × (1000 cancel("mL"))/"1 L" = "252 mOsmol/L"#


    11. Plastids

    Plastids are found in all plant cells and in euglenoides. These are easily observed under the microscope as they are large. They bear some specific pigments, thus imparting specific colours to the plants. Based on the type of pigments

    plastids can be classified into different types:

    Protoplastids, Amyloplastids, Leucoplastids, Etioplasts, Chloro-amyloplasts and Chromoplasts.

    • Protoplasts contain brown carotenoids, chlorophyll a and chlorophyll c pigments

    • Amyloplasts synthesizes starch and stores them as granules in the stroma. Some types of plastids contain enzymes for the synthesis of certain small compounds.

    • The leucoplasts are the colourless plastids of varied shapes and sizes.

    • Rhodoplasts contain chlorophyll a and chlorophyll d along with phycobilin and phycoerythrin pigments.

    • Chloroplasts-occur in green plants are characterised by the presence of Chlorophyll a and Chlorophyll b.

    • Chromoplasts synthesize and store pigments called carotenoids, which are red, orange, or yellow molecules that give some flowers and fruits their colour.

    12. Chloroplasts

    Chloroplasts are members of a group of plant organelles collectively known as plastids. These are associated with photosynthesis. Majority of the chloroplasts of the green plants are found in the mesophyll cells of the leaves. These are lens-shaped, oval, spherical, discoid or even ribbon-like organelles having variable length (5-10 j m) and width (2-4 μm). Their number varies from 1 per cell of the Chlamydomonas, a green alga to 20-40 per cell in the mesophyll. Of the two, the inner chloroplast membrane is relatively less permeable. The space limited by the inner membrane of the chloroplast is called the stroma. A number of organised flattened membranous sacs called the thylakoids, are present in the stroma. Thylakoids are arranged in stacks like the piles of coins called grana (singular: granum) or the intergranal thylakoids. In addition, there are flat membranous tubules called the stroma lamellae connecting the thylakoids of the different grana. The membrane of the thylakoids enclose a space called a lumen. The stroma of the chloroplast contains enzymes required for the synthesis of carbohydrates and proteins. It also contains small, double-stranded circular DNA molecules and ribosomes. Chlorophyll pigments are present in the thylakoids.


    The thylakoids in chloroplasts contain chlorophyll and carotenoid pigments which are responsible for trapping light energy essential for photosynthesis. Chloroplasts develop in the parts of a plant, such as leaves, in which light gathering and photosynthesis will occur. Plants that are grown in the dark do not develop chloroplasts but instead develop a different type of plastid in their leaves. Chloroplasts develop into chromoplasts when tomatoes ripen from green to red and when green leaves of deciduous trees turn red orange or yellow.

    Functions of chloroplast

    · Chloroplasts function as the food producers of the cell and every green plant in the planet is working to convert the solar energy into sugars.

    · They are responsible for breaking down the nutrients and sugars that the cell receives and convert that into energy.

    · It enables a plant to make ATP from a system in which the electrons are provided by chlorophyll that have been activated by light.

    13. Vacuole:

    The vacuole is the membrane-bound space found in the cytoplasm. Plant cells possess a well-developed vacuolar system, which becomes more prominent in maturing cells. It is also present in the cells of animals, fungi and bacteria but they are smaller in size. In plant cells the vacuoles can occupy up to 90 percent of the volume of the cell. Vacuoles contain water, sap, excretory product and other materials not useful for the cell. The vacuole is bound by a single membrane called tonoplast. In plants, the tonoplast facilitates the transport of a number of ions and other materials against concentration gradients into the vacuole, hence, their concentration is significantly higher in the vacuole than in the cytoplasm. In Amoeba, the contractile vacuole is important for excretion. In many cells, as in protists, food vacuoles are formed by engulfing the food particles.


    In plant cells, the vacuoles accumulate a high concentration of sugars and other soluble compounds. Water enters the vacuole to dilute these sugars, generating hydrostatic pressure that is counterbalanced by the rigid wall. In this way the cells of the plant become stiff or turgid, in the same way that when an inner tube is inflated inside a bicycle tyre the combination becomes stiff. Vacuoles are generally pigmented. The beautiful colors of petals and fruits are due to presence of compounds such as the purple anthocyanins in the vacuole.

    Functions of vacuole:

    · Vacuoles aid in storing salts, nutrients, pigments, minerals, proteins, facilitating the growth of the plant and playing a vital structural role for the plant.

    · It serves in other functions such as protection, storage organelles for metabolites, growth and disposal of toxic excretory substances.