{{Baustellenavi|Proteine|Peptidbindung}} __TOC__== Allgemein==

Aminosäuren auch: Aminocarbonsäuren sind organische Verbindungen, die als funktionelle Gruppen sowohl eine Carboxyl- (-COOH) als auch eine Aminogruppe enthalten.Sie sind die kleinsten Bausteine der [[Proteine ]] und obwohl es nur 20 verschiedene Aminosäuren gibtin den [[Proteine]]n vorkommen (proteinogene Aminosäuren), lassen sie sich auf viele verschiedene Weisen zu unterschiedlichen Proteinen einer Vielzahl unterschiedlicher Proteine kombinieren. Zum Vergleich eignet sich hier das Alphabet besonders gut. : Es besteht nur aus 24 26 Buchstaben und doch lassen sie sich diese zu Wörtern, Sätzen und Büchern zusammensetzen.

==== Biochemische Funktionen ==== Die Aminosäuren dienen dem Aufbau von Peptiden (z.B. DNA[[DNS]]), aus denen die [[Proteine ]] aufgebaut werden können, daher auch "Bausteine des Lebens" genannt. Aus ihnen besteht nicht nur die Muskulatur und die Zellwände, sondern auch anderelebenswichtigen andere lebenswichtigen Verbindungen, wie z.B. Hormone, [[Enzyme ]] und die Antikörper des Immunsystems. Insgesamt finden sich im menschlichen Organismus ca. 50.000 Es gibt enorm viele und verschiedene Proteine, (pflanzliche, tierische) die im Körper alle unterschiedliche Aufgaben übernehmen. (?) Anabolismus und Katabolismus! ==== Neurochemische Funktionen ==== In der Neurochemie spielen Aminosäuren werden vom Körper über die [[Proteine]] aufgenommen, welche dann gespalten und ihre Derivate eine wichtige Rolle als Neurotransmitterresorbiert werden.

[[Bild:450px-Aminosaeuren.png|thumb|450px|20 Aminosäuren]]

!Name!!Abkürzung!!Besonderheit| - | [[L-Alanin ]] ||(Ala)

| L-Cystein ||(Cys) || [[Mehlbehandlungsmittel|E 920]]

| [[Glycin ]] ||(Gly)

| L-Isoleucin ||(Ile)|| [[Aminos%C3%A4uren#Essentielle_Aminos.C3.A4uren| essentiell]]

| [[L-Lysin ]] ||(Lys) ||essentiell

Aminosäuren sind [[Carbonsäuren]], die zusätzlich zur [[Carboxylgruppe ]] eine weiter weitere funktionelle Aminogruppe am α-C-Atom enthalten.Die einfachste von ihnen ist das Glycin. Um weitere Aminosäuren aufzubauen wird das Wasserstoffatom am alpha-C-Atom durch eine Seitenkette (-R) ersetzt. Diese Seitenkette bestimmt die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Moleküls, sodass sich folgende Gruppen einteilen lassen: ==== Einteilung ====

Neutrale Sämtliche Aminosäuren Polar: (hydrophil) Seitenkette enthält sind in der Lage, [[Wasserstoffbrücke]]n zu bilden. Die schwefelhaltigen Säuren Cystein und Methionin nehmen zudem noch eine HydroxylSonderstellung ein, da sie neben den H- oder Sulfhydrylgruppe z.B. Serin Unpolar: (hydrophob) Seitenkette enthält Kohlenwasserstoffreste zBrücken auch noch Schwefelbrücken bilden können.BDiese Bindungsart dient zur Ausbildung und Festigung der Proteinstrukturen. Alanin

Saure Die einfachste von ihnen ist das ''Glycin''. Um weitere Aminosäuren Enthalten zusätzlich aufzubauen, wird das Wasserstoffatom am alpha-C-Atom durch eine Aminogruppe z.BSeitenkette (-R) ersetzt. LysinDiese Seitenkette bestimmt die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Moleküls, sodass sich folgende Gruppen einteilen lassen:

== Säure* Neutrale Aminosäuren: [[Glycin]], [[Alanin]], Serin, Threonin, Valin, Leucin, Isoleucin* Saure Aminosäuren enthalten zusätzlich eine Carboxylgruppe. Zu ihnen gehören: Arpartat, Asparagin, Glutaminsäure (Salz: Glutamat)* Basische Aminosäuren enthalten zusätzlich eine Aminogruppe. Zu ihnen zählen: Arginin, [[Lysin]]* [[Polar]]: (hydrophil) Seitenkette enthält eine Hydroxyl- Basen- Eigenschaften == oder Sulfhydrylgruppe z. B. Serin* Unpolar: (hydrophob) Seitenkette enthält Kohlenwasserstoffreste z. B. [[Alanin]]

Ein ungeladener Zustand, wie er oft in Strukturformeln dargestellt wird, existiert praktisch nicht. Aminosäuren sind Zwitterionen d.h. sie reagieren sowohl sauer (Protonendonatoren) als auch basisch (Protonenakzeptoren), auch Ampholyte genannt. Dadurch haben sie im Organismus eine Pufferfunktion, indem sie den pH== Säure-Wert reagulieren.(Sie sind nach außen hin ungeladen, weisen aber NH3+ und COOBasen- auf)Eigenschaften ==

Erniedrigung des pH-Wertes: Proton Ein ungeladener Zustand, wie er oft in Strukturformeln dargestellt wird an die COO- Gruppe abgegeben , existiert praktisch nicht. Aminosäuren sind Zwitterionen d.h. sie reagieren sowohl sauer (Protonendonatoren) als auch basisch (Protonenakzeptoren), auch Ampholyte genannt. Dadurch haben sie im Organismus eine [[Puffer]]funktion, indem sie den [[Bild:Pfeil.gifpH-Wert]]Zwitterion wird zum positiven Kationregulieren (sie sind nach außen hin ungeladen, weisen aber NH₃⁺ und COO^- auf).

Erhöhung des [[pH-WetesWert]]es: Abgabe eines Protons Wasserstoffion wird an die NH3COO-Gruppe abgegeben [[Bild:Pfeil.gif]]Zwitterion wird zum neagtiven Anionpositiven [[Kation]].

Durch diese Säure-Base-Eigenschaften Jede Aminosäure hat ihren eigenen isoelektrischen Punkt, bei dem exakt gleich viele Säuregruppen negativ sowie positiv geladen sind die Aminosäuren in der Lage den pH-Wert im Gewebe aufrecht zu erhalten und haben somit eine weitere wichtige Aufgabe. Denn wenn der pH-Wert nur minimal aus dem Gleichgewicht kommt, werden der Quellungszustand der Eiweißstoffe, sprich die Funktionen der Zellmembranen, die Wirkungsweise der Enzyme usw beeinträchtigt. Und schon bei einer Abweichung von 0,5-0,6 kann der Tod infolge einer Acidose oder Alkalose eintretenSummenladung ist neutral. 

Essentielle Aminosäuren können vom Körper nicht selbst synthetisiert, sondern müssen mit der Nahrung ([[Proteine]]) aufgenommen werden. Für den Menschen sind dies Isoleucin, Leucin, [[Lysin]], Metheonin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Daneben werden einige Aminosäuren als semi-essentiell bezeichnet, da diese nur in bestimmten Situationen bzw. bei erhöhtem Bedarf oder Mangelerscheinungen gezielt mit der Nahrung aufgenommen werden müssen z.B. Wachstum, Verletzungen. Als semi-essentiell gelten Histidin, Arginin, Tyrosin und Cystein.

Die letzten beiden nehmen eine Sonderstellung ein, da sie aus den essentiellen Aminosäuren Metheonin und Phenylalanin sythetisiert synthetisiert werden können.

Einne Eine mangelhafte Aufnahme von essentiellen Aminosäuren führt zu einem Stocken der Eiweißsynthese und somit gegebenenfalls zu lebensbedrohlichen Mangelerscheinungen.

Es gibt verschiedene Theorien, wie die Aminosäuren aus unbelebter Matierie Materie vorgegangen sein kann. Tatsache ist jedoch, dass sie auf der Erde bereits seit 3 Mrd . Jahren existieren und auch in Meteoriten und Mondgestein vorhanden sind, möglicherweise auch außerhalb des Sonnensystems. (s. Miller- Experiment)

Aminosäuren können hergestellt werden, erstens durch indem:* Durch den Abbau von Proteinen zu einem Gemisch von Aminosäuren, die durch spezifische Verfahren (Fällung, Umkristallisation) isoliert werden können. Dabei werden die versch. Löslichkeiten genutzt, welche vom jeweiligen isoelektrischen Punkt abhängig sind.Zweitens können Aminosäuren ebenfalls bei * Bei der Umsetzung von Halogencarbonsäuren mit [[Ammoniak entstehen]].

Stanley L. Miller stellte 1953 an der University of Chicago in einem Experiment die Entstehung erster organischer Moleküle aus anorganischer Materie, wie zu Beginn der Erdgeshcichte, im Labor nach. Seine Apparatur war wie folgt aufgebaut: in In einer Glaskugel im unteren Bereich des Aufbaus wir wird Wasser erhitzt und simuliert so die Urozeane. Der Wasserdampf steigt in die Reaktionskammer auf, welche mit [[Methan]], H2 [[Wasserstoff|H₂]] und NH3 [[Ammoniak|NH₃]] gefüllt ist. Mittels zweier Elektroden, die in die Reaktionskammer ragen, werden Blitze erzeugt, welche die Reaktion des Gasgemischs mittels der durch sie zugeführten Energie katalysieren. Als Endprodukte dieses Vorgangs entstehen überwiegend Teer und unbedeutende [[Carbonsäuren]], aber auch viele Aminosäuren, wie [[Glycin ]] (1,05906%)und [[Alanin ]] (0,85986%) und Spuren einiger weiterer. Verändert man die Zusammensetzung des Gasgemischs, so ändert sich auch die Konzentration der Produkte und können zusätzlich [[Kohlenhydrate]], Nucleotide und Fettsäuren [[Fettsäure]]n entstehen. Dies ist der wundervolle Ursprung der biologischen Evolution. 1969 fand man dieselbe Aminosäurenzusammensetzung, wie beim Miller-Experiment in einem Meteoriten in Australien.

== DNA (Desoxyribonucleinsäuren) == ==== Allgemein ==Nutzen der Aminosäuren== DNA bestehen aus drei Komponenten Basen, Zucker und Phosphor. Ein DNA-Strang ist wie folgt aufgebaut: Die basischen Aminosäuren Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin sind in unterschiedlicher Reihenfolge angeordnet. Jede Base ist mit einem Phosphormolekül verbunden, die ihrerseits mittels eines Zuckermoleküls miteinander verknüpft sind. Die spezifische Sequenz der Aminosäuren ist u.a. für die indiduellen Erbinformationen wichtig. Eine DNA besteht in der Natur meist aus zwei in Helixform umeinander gewundene Stränge. Bei dieser Doppelstrang-DNA müssen die Basen beider Stränge genau zueinander passen (komplementär sein). Die Basenpaare sind über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden.  Basenpaare:

==== Wissenschaftlicher Nutzen ==DNA ==

Kriminalbiologie, Siehe zum Aufbau und wissenschaftlichen Nutzen der DNA Überführung von Kriminellen : [[DNA|Desoxyribonucleinacids]]== Zusatzmaterial ==* [[Media:Aminosäuren-Aufgabenblatt.docx|Aufgabenblatt (MordfälleWord-Datei)]]* [[Media:Aminosäuren.ppt|Powerpoint-Präsentation]]

Hilfsmittel zur Untersuchung von genetischen und Infektionskrankheiten (römpp) DNA-Fingerprint-Analyse Archäologie und Evolutionsforschung [[Bild:Pfeil.gif]]Eismumien Lange Zeit hielt sich bei Archäologen die Hoffnung, man könne die DNA der alten ägyptischen Mumien mittels PCR (Poly-Chain-Reaction dt. Polymerase Reaktion) vervielfältigen und somit beispielsweise verwandtschaftliche Beziehungen der Toten nachweisen. Diese Hoffnung wurde zerstört, als man herausfand, dass DNA eine Halbwertszeit hat und je nach Temperatur, Säuregehalt und Feuchtigkeit, mehr oder weniger schnell zerfällt. Allerdings ist die DNA der sog. Eismumien, wie "Ötzi", besonders gut erhalten, die diese unter Druck bei extrem niedrigen Temperaturen konserviert wurden. Solch erhaltene DNA kann selbst Jahrtausende später noch verwertet werden. == Quellen Experimente == ==== Literatur =Pufferwirkung von Aminosäuren ===

Chemie heute Sek. IIChemikalien: Universal[[indikator]]lösung, Schroedel Verlag[[Phenolphthalein]], 1998[[Glycin]] (oder eine andere Aminosäure, S. 372 ffverdünnte [[Essigsäure]], verdünnte [[Ammoniak]]lösung

Chemie heute Sek IIDurchführung: * In beide Bechergläser 100 ml Wasser geben* In das eine zusätzlich 3 Tropfen verdünnte Essigsäure, Schroedel Verlag, 1992, S. 378 ffin das andere 3 Tropfen der verdünnten Ammoniaklösung* In das Glas mit der Essigsäure außerdem einige ml Universalindikatorlösung* In das Glas mit der Ammoniaklösung die Phenolphtaleinlösung hinzufügen* Zum Schluss in jedes Becherglas eine Spatelportion Glycin geben und umrühren