Miksi hiilihydraatit ja novat. Mitä tuli ennen: nukleiinihappo tai proteiini. Missä ruokia on runsaasti rasvoja
Mitkä elementit vallitsevat elävien organismien koostumuksessa?
Miksi proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylejä pidetään biopolymetereinä vain solussa?
Mitä tarkoitetaan sanalla biopolymetrimolekyylien universaaliisuus?
a) vuorottelevien aminohappojen sekvenssi
b) aminohappojen lukumäärä molekyylissä
c) kolmannen rakenteen muoto
d) kaikki määritellyt ominaisuudet
3. Missä tapauksessa DNA-nukleotidikoostumus on ilmoitettu oikein?
a) riboosi, fosforihappotähde, tymiini
b) fosforihappo, urasiili, deoksiribosi
c) loput fosforihaposta, deoksiribosiinista, adeniinista
d) fosforihappo, riboosi, guaniini
4. Nukleiinihappojen monomeerit ovat:
a) typpipitoiset emäkset
b) riboosi tai deoksiriboosi
c) deoksiriboosi- ja fosfaattiryhmät
d) nukleotidit
5. Proteiinimolekyylin aminohapot yhdistetään:
a) ioninen sidos
b) peptidisidos
c) vety sidos
d) kovalenttinen sidos
6. Mikä on kuljetus-RNA: n tehtävä?
a) siirtää aminohapot ribosomeihin
b) siirtää tietoja DNA: sta
c) muodostaa ribosomeja
d) kaikki luetellut toiminnot
7. Entsyymit ovat biokatalyyttejä, jotka koostuvat:
a) proteiinit b) nukleotidit c) lipidit c) rasvat
8. Polysakkaridit sisältävät:
a) tärkkelys, riboosi
b) glykogeeni, glukoosi
c) selluloosa, tärkkelys
d) tärkkelys, sakkaroosi
9. Hiili elementtinä on osa:
a) proteiinit ja hiilihydraatit
b) hiilihydraatit ja lipidit
c) hiilihydraatit ja nukleiinihapot
d) kaikki solun orgaaniset yhdisteet
10. Solu sisältää DNA: ta:
a) ytimessä ja mitokondrioissa
b) ytimessä, sytoplasmassa ja erilaisissa organelleissa
c) ytimessä, mitokondrioissa ja sytoplasmassa
d) ytimessä, mitokondrit, kloroplastit
MITÄ TUUMHAPPAMONETTI on? VAIHTOEHTOJEN (AMINOHAPPI, NUKLEOTIDI, VALKOISMOLEKTEILI?) MITÄ SISÄLTÄÄNUKLEOTIDIKOOSTUMUS
VAIHTOEHDOT: (Aminohappo, typpipohja, fosforihapon jäännös, hiilihappoadraatti?)
Auta minua!1.Tietotekniikan soluja kutsutaan:
A) Genetiikka;
B) valinta;
C) ekologia;
C) Sytologia.
2. Solun orgaaniset aineet:
A) Vesi, mineraalit, rasvat;
B) hiilihydraatit, lipidit, proteiinit, nukleiinihapot;
C) Hiilihydraatit, mineraalit, rasvat;
D) Vesi, mineraalit, proteiinit.
3. Kaikista orgaanisista aineista suurin osa solussa on:
A) Proteiinit.
B) Hiilihydraatit
C) Rasvat
D) Vesi.
4. Korvaa korostetut sanat yhdellä sanalla:
A) Pienet orgaanisten aineiden molekyylit muodostavat solussa monimutkaisia \u200b\u200bmolekyylejä.
B) Solun vakiorakenteiset komponentit suorittavat solulle elintärkeät toiminnot.
C) Solun erittäin tilattu, puolinesteinen sisäympäristö tarjoaa kaikkien solurakenteiden kemiallisen vuorovaikutuksen.
D) Pääfotosynteettinen pigmentti antaa vihreän värin klooriplasteille.
5. Kemiallisten yhdisteiden kerääntyminen ja pakkaaminen kalkkiin tapahtuu:
A) mitokondria;
B) ribosomit;
C) lysosomit;
D) Golgi-kompleksi.
6. Solunsisäisen ruuansulatuksen toiminnot suoritetaan:
A) mitokondria;
B) ribosomit;
C) lysosomit;
D) Golgi-kompleksi.
7. Polymeerisen proteiinimolekyylin "kokoonpano" tuottaa:
A) mitokondria;
B) ribosomit;
C) lysosomit;
D) Golgi-kompleksi.
8. Kemiallisten reaktioiden sarjaa, joka johtaa orgaanisten aineiden hajoamiseen ja energian vapautumiseen, kutsutaan:
A) katabolismi;
B) anabolismi;
C) Metabolia;
D) Assimilaatio
9. Geneettisen tiedon "kopiointia" DNA-molekyylistä luomalla i-RNA: ta kutsutaan:
A) lähetys;
B) Transkriptio;
C) biosynteesi;
D) Glykolyysi.
10. Orgaanisen aineen muodostumisprosessia valossa kloroplasteissa, joissa käytetään vettä ja hiilidioksidia, kutsutaan:
A) fotosynteesi;
B) Transkriptio;
C) biosynteesi;
D) Glykolyysi.
11. Orgaanisten aineiden hajoamisen entsymaattisesta ja hapettumattomasta prosessista kutsutaan:
A) fotosynteesi;
B) Transkriptio;
C) biosynteesi;
D) Glykolyysi.
12. Mitkä ovat soluteorian tärkeimmät säännökset.
Nykyinen sivu: 2 (teoksessa on yhteensä 16 sivua) [luettavissa oleva kohta: 11 sivua]
Biologia - elämän tiede on yksi vanhimmista tieteistä. Ihminen on kerännyt tietoa elävistä organismeista tuhansien vuosien ajan. Tietojen kertyessä biologia eriytettiin itsenäisiin tieteisiin (kasvitiede, eläintiede, mikrobiologia, genetiikka jne.). Biologian ja muiden tieteiden - fysiikan, kemian, matematiikan ja muiden - yhdistävien raja-alojen merkitys kasvaa yhä enemmän.Integroitumisen seurauksena syntyi biofysiikka, biokemia, avaruusbiologia ja muut.
Nykyään biologia on monimutkainen tiede, joka muodostuu eri tieteenalojen eriyttämisen ja integroinnin tuloksena.
Biologiassa käytetään erilaisia \u200b\u200btutkimusmenetelmiä: havainto, koe, vertailu jne.
Biologia tutkii eläviä organismeja. Ne ovat avoimia biologisia järjestelmiä, jotka vastaanottavat energiaa ja ravinteita ympäristöstä. Elävät organismit reagoivat ulkoisiin vaikutuksiin, sisältävät kaiken kehitykseen ja lisääntymiseen tarvittavan tiedon ja ovat sopeutuneet tiettyyn elinympäristöön.
Kaikilla elävillä järjestelmillä, organisaatiotasosta riippumatta, on yhteisiä piirteitä, ja järjestelmät itse ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa. Tutkijat erottavat seuraavat elävän luonnon organisaatiotasot: molekyylin, solun, organismin, väestökohtaisen, ekosysteemin ja biosfäärin.
Luku 1. Molekyylitaso
Molekyylitasoa voidaan kutsua elävien asioiden organisoinnin alku- ja syvimmäksi tasoksi. Jokainen elävä organismi koostuu orgaanisten aineiden molekyyleistä - proteiineista, nukleiinihapoista, hiilihydraateista, rasvoista (lipideistä), joita kutsutaan biologisiksi molekyyleiksi. Biologit tutkivat näiden välttämättömien biologisten yhdisteiden merkitystä organismien kasvussa ja kehityksessä, perinnöllisen tiedon varastoinnissa ja siirtämisessä, aineenvaihdunnassa ja energian muuntamisessa elävissä soluissa ja muissa prosesseissa.
Tässä luvussa opit
Mitä ovat biopolymeerit;
Mikä on biomolekyylien rakenne;
Mitkä ovat biomolekyylien toiminnot;
Mitkä ovat virukset ja mikä on niiden erityispiirteet.
§ 4. Molekyylitaso: yleispiirteet, yleiset piirteet
1. Mikä on kemiallinen alkuaine?
2. Mitä kutsutaan atomiksi ja molekyyliksi?
3. Mitä orgaanisia aineita tiedät?
Jokainen elävä järjestelmä, riippumatta siitä, kuinka monimutkainen se on järjestetty, ilmenee biologisten makromolekyylien toiminnan tasolla.
Opiskellessaan eläviä organismeja oppit, että ne koostuvat samoista kemiallisista alkuaineista kuin elottomat. Tällä hetkellä tunnetaan yli 100 alkuainetta, joista suurin osa löytyy elävistä organismeista. Elävän luonnon yleisimpiä elementtejä ovat hiili, happi, vety ja typpi. Juuri nämä elementit muodostavat ns. Molekyylit (yhdisteet) eloperäinen aine.
Kaikki orgaaniset yhdisteet perustuvat hiileen. Se voi sitoutua monien atomien ja niiden ryhmien kanssa muodostaen ketjuja, joilla on erilainen kemiallinen koostumus, rakenne, pituus ja muoto. Atomiryhmistä muodostuu molekyylejä, ja jälkimmäisistä monimutkaisempia molekyylejä, joilla on rakenteeltaan ja toiminnaltaan eroja. Näitä orgaanisia yhdisteitä, jotka muodostavat elävien organismien solut, kutsutaan biologiset polymeerit tai biopolymeerit.
Polymeeri (Kreikan kielestä. polys - lukuisia) - ketju, joka koostuu lukuisista yhteyksistä - monomeerit, joista jokainen on suhteellisen yksinkertainen. Polymeerimolekyyli voi koostua monista tuhansista toisiinsa kytketyistä monomeereistä, jotka voivat olla samoja tai erilaisia \u200b\u200b(kuva 4).
Kuva. 4. Kaavio monomeerien ja polymeerien rakenteesta
Biopolymeerien ominaisuudet riippuvat niiden molekyylien rakenteesta: polymeerin muodostavien monomeeriyksiköiden lukumäärästä ja monimuotoisuudesta. Kaikki ne ovat yleismaailmallisia, koska ne on rakennettu saman suunnitelman mukaisesti kaikille eläville organismeille lajeista riippumatta.
Jokaisella biopolymeerityypillä on tietty rakenne ja toiminta. Joten, molekyylit proteiineja ovat solujen päärakenteellisia elementtejä ja säätelevät niissä tapahtuvia prosesseja. Nukleiinihapot osallistua geneettisen (perinnöllisen) tiedon siirtoon solusta soluun, organismista toiseen. hiilihydraatit ja rasvat ovat organismien elämän kannalta tärkeimpiä energialähteitä.
Kaikentyyppinen energia muuntuu ja metaboloituu solussa molekyylitasolla. Näiden prosessien mekanismit ovat yleisiä myös kaikille eläville organismeille.
Samanaikaisesti kävi ilmi, että kaikkia organismeja muodostavien biopolymeerien erilaiset ominaisuudet johtuvat vain muutaman tyyppisten monomeerien erilaisista yhdistelmistä, jotka muodostavat monien varianttien pitkistä polymeeriketjuista. Tämä periaate perustuu planeettamme elämän monimuotoisuuteen.
Biopolymeerien spesifiset ominaisuudet ilmenevät vain elävässä solussa. Soluista eristettynä biopolymeerimolekyylit menettävät biologisen olemuksensa, ja niille on tunnusomaista vain niiden yhdisteluokan fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, joihin ne kuuluvat.
Vain tutkimalla molekyylitasoa voidaan ymmärtää, kuinka planeettamme elämän alku- ja kehitysprosessit etenivät, mitkä ovat elävän organismin perinnöllisyyden ja aineenvaihduntaprosessien molekyylin perusteet.
Jatkuvuus molekyylin ja seuraavan solutason välillä varmistetaan sillä, että biologiset molekyylit ovat materiaalia, josta muodostuu supramolekulaarisia - solurakenteisia rakenteita.
Orgaaniset aineet: proteiinit, nukleiinihapot, hiilihydraatit, rasvat (lipidit). Biopolymeerit. monomeerit
kysymykset
1. Mitä prosesseja tutkijat tutkivat molekyylitasolla?
2. Mitkä elementit vallitsevat elävien organismien koostumuksessa?
3. Miksi proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylejä pidetään biopolymeereinä vain solussa?
4. Mitä tarkoitetaan biopolymeerimolekyylien universaalisuudella?
5. Kuinka eläviin organismeihin kuuluvien biopolymeerien ominaisuuksien monimuotoisuus saavutetaan?
tehtävät
Mitkä biologiset lait voidaan muotoilla kappaleen tekstin analyysin perusteella? Keskustele niistä luokan jäsenten kanssa.
§ 5. Hiilihydraatit
1. Mitä hiilihydraatteihin liittyviä aineita tiedät?
2. Mikä rooli hiilihydraateilla on elävässä organismissa?
3. Minkä prosessin seurauksena hiilihydraatit muodostuvat vihreiden kasvien soluissa?
hiilihydraatittai sakkaridit, On yksi orgaanisten yhdisteiden pääryhmistä. Ne ovat osa kaikkien elävien organismien soluja.
Hiilihydraatit koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta. He saivat nimen "hiilihydraatit", koska suurimmalla osalla niistä on samat vedyn ja hapen suhteet molekyylissä kuin vesimolekyylissä. Hiilihydraattien yleinen kaava on Cn (H20) m.
Kaikki hiilihydraatit jaetaan yksinkertaisiin tai monosakkaridit, ja monimutkainen, tai polysakkaridit (kuva 5). Monosakkarideista tärkeimmät eläville organismeille ovat riboosi, deoksiriboosi, glukoosi, fruktoosi, galaktoosi.
Kuva. 5. Yksinkertaisten ja monimutkaisten hiilihydraattien molekyylien rakenne
di ja polysakkaridit muodostetaan yhdistämällä kaksi tai useampia monosakkaridimolekyylejä. Niin, sakkaroosi (ruokosokeri), maltoosi (mallassokeri), laktoosi (maitosokeri) - disakkariditjoka muodostuu kahden monosakkaridimolekyylin fuusion avulla. Disakkaridit ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia \u200b\u200bkuin monosakkaridit. Esimerkiksi, molemmat ovat vesiliukoisia ja makuisia.
Polysakkaridit koostuvat suuresta määrästä monosakkarideja. Nämä sisältävät tärkkelys, glykogeeni, selluloosa, kitiini ja muut (kuva 6). Monomeerien määrän kasvaessa polysakkaridien liukoisuus vähenee ja makea maku katoaa.
Hiilihydraattien päätehtävä on energinen... Hiilihydraattimolekyylien hajoamisen ja hapettumisen aikana energiaa vapautuu (1 g hiilihydraattien hajoamisen aikana - 17,6 kJ), mikä varmistaa kehon elintärkeän toiminnan. Ylimääräisten hiilihydraattien kanssa ne kerääntyvät soluun vara-aineina (tärkkelys, glykogeeni) ja elimistö käyttää niitä tarvittaessa energialähteenä. Hiilihydraattien lisääntynyttä hajoamista soluissa voidaan havaita esimerkiksi siementen itämisen, intensiivisen lihastoiminnan, pitkäaikaisen paastouksen aikana.
Hiilihydraatteja käytetään myös rakennusmateriaali... Siten selluloosa on tärkeä rakenteellinen komponentti monien yksisoluisten organismien, sienten ja kasvien soluseinämissä. Erityisen rakenteensa vuoksi selluloosa on liukenematon veteen ja sillä on korkea lujuus. Keskimäärin 20–40% kasvisoluseinämateriaalista on selluloosaa ja puuvillakuidut ovat melkein puhdasta selluloosaa, minkä vuoksi niitä käytetään kudosten valmistukseen.
Kuva. 6. Kaavio polysakkaridien rakenteesta
Kitiini on osa joidenkin alkueläinten ja sienten soluseinää, ja sitä on myös tietyissä eläinryhmissä, esimerkiksi niveljalkaisissa, tärkeänä osana heidän ulkoista luurankoa.
Tunnetaan myös kompleksisia polysakkarideja, jotka koostuvat kahden tyyppisistä yksinkertaisista sokereista, jotka vuorottelevat säännöllisesti pitkissä ketjuissa. Tällaiset polysakkaridit suorittavat rakenteellisia toimintoja eläinten tukikudoksissa. Ne ovat osa ihon, jänteiden, rustojen solujen välistä ainetta, antavat niille lujuuden ja joustavuuden.
Jotkut polysakkaridit ovat osa solukalvoja ja toimivat reseptoreina, jolloin solut tunnistavat toisiaan ja ovat vuorovaikutuksessa.
Hiilihydraatit tai sakkaridit. Monosakkarideja. Disakkarideja. Polysakkarideista. Riboosi. Deoksiriboosin. Glukoosi. Fruktoosi. Galaktoosia. Sakkaroosia. Maltoosi. Laktoosi. Tärkkelys. Glykogeenin. kitiini
kysymykset
1. Mikä on hiilihydraattimolekyylien koostumus ja rakenne?
2. Mitä hiilihydraatteja kutsutaan mono-, di- ja polysakkarideiksi?
3. Mitä tehtäviä hiilihydraatit suorittavat elävissä organismeissa?
tehtävät
Analysoi kuvaa 6 "Kaavio polysakkaridien rakenteesta" ja kappaleen teksti. Mitä oletuksia voit tehdä verrattuna tärkkelyksen, glykogeenin ja selluloosan suorittamaan molekyylin rakenteeseen ja toimintoihin elävässä organismissa? Keskustele tästä aiheesta luokkatovereidesi kanssa.
§ 6. Lipidit
1. Mitä rasva-aineita tiedät?
2. Mitkä elintarvikkeet ovat runsaasti rasvaa?
3. Mikä on rasvojen osuus kehossa?
lipidejä (Kreikan kielestä. lipos - rasva) - laaja joukko rasvamaisia \u200b\u200baineita, jotka eivät liukene veteen. Suurin osa lipideistä koostuu suurimolekyylipainoisista rasvahapoista ja kolmiarvoisesta alkoholiglyserolista (kuva 7).
Lipidejä on läsnä kaikissa soluissa poikkeuksetta, ja ne suorittavat spesifisiä biologisia toimintoja.
rasvat - yksinkertaisimmilla ja laajimmin levinneillä lipideillä - on tärkeä rooli energian lähde... Hapettuneina ne tuottavat yli kaksi kertaa enemmän energiaa kuin hiilihydraatit (38,9 kJ 1 g rasvan hajoamiselle).
Kuva. 7. Triglyseridimolekyylin rakenne
Rasvat ovat päämuoto lipidien varastointi häkissä. Selkärankaisilla noin puolet solujen levossa kuluttamasta energiasta tulee rasvan hapettumisesta. Rasvoja voidaan käyttää myös veden lähteenä (1 g: n rasvan hapetus tuottaa yli 1 g vettä). Tämä on erityisen arvokasta arktisille ja autiomaille eläimille, jotka elävät olosuhteissa, joissa ei ole vettä.
Alhaisen lämmönjohtavuuden vuoksi lipidit toimivat suojaavat toiminnoteli ne toimivat organismien lämmöneristykseen. Esimerkiksi, monissa selkärankaisissa ihonalainen rasvakerros ilmenee hyvin, mikä antaa heidän elää kylmässä ilmastossa, ja valaissa sillä on myös toinen merkitys - se lisää kelluvuutta.
Lipidit suorittavat ja rakennustoiminto, koska veteen liukenemattomuus tekee niistä tärkeitä solumembraanien komponentteja.
monet hormonit (esimerkiksi lisämunuaisen kuori, sukuelimet) ovat lipidijohdannaisia. Siksi lipidit ovat luontaisia sääntelytoiminto.
Lipidejä. Rasvoja. Hormonit. Lipiditoiminnot: energia, varastointi, suojaus, rakentaminen, sääntely
kysymykset
1. Mitkä aineet ovat lipidejä?
2. Mikä on useimpien lipidien rakenne?
3. Mitä toimintoja lipidit suorittavat?
4. Mitkä solut ja kudokset ovat rikkaimpia lipideistä?
tehtävät
Kun olet analysoinut kappaleen tekstin, selitä miksi monet eläimet ennen talvea ja anadomiset kalat keräävät enemmän rasvaa ennen kutua. Anna esimerkkejä eläimistä ja kasveista, joissa tämä ilmiö on ilmeisin. Onko liiallinen rasva aina hyödyllistä keholle? Keskustele tästä ongelmasta luokassa.
§ 7. Proteiinien koostumus ja rakenne
1. Mikä on proteiinien rooli kehossa?
2. Mitkä elintarvikkeet ovat runsaasti proteiineja?
Orgaanisten aineiden joukossa proteiinejatai proteiineja, Ovat lukuisimpia, monimuotoisimpia ja ensisijaisesti tärkeitä biopolymeerejä. Niiden osuus on 50–80% solun kuivasta massasta.
Proteiinimolekyyleillä on suuret kootjoten niitä kutsutaan makromolekyylejä... Hiilen, hapen, vedyn ja typen lisäksi proteiineihin voi sisältyä rikki, fosfori ja rauta. Proteiinit eroavat toisistaan \u200b\u200blukumäärän (sadasta tuhanteen), koostumuksen ja monomeerien sekvenssin suhteen. Proteiinimonomeerit ovat aminohappoja (kuva 8).
Vain 20 aminohapon eri yhdistelmät luovat loputtoman määrän proteiineja. Jokaisella aminohapolla on oma nimi, erityinen rakenne ja ominaisuudet. Niiden yleinen kaava voidaan esittää seuraavasti:
Aminohappomolekyyli koostuu kahdesta osasta, jotka ovat identtisiä kaikille aminohapoille, joista toinen on aminoryhmä (-NH2), jolla on emäksisiä ominaisuuksia, toinen on karboksyyliryhmä (-COOH), jolla on happamat ominaisuudet. Sellaisella molekyylin osalla, jota kutsutaan radikaali (R), on erilainen rakenne erilaisille aminohapoille. Emäksisten ja happamien ryhmien aminohapon läsnäolo yhdessä molekyylissä määrää niiden korkean reaktiivisuuden. Näiden ryhmien kautta aminohapot yhdistetään proteiiniksi. Tässä tapauksessa vesimolekyyli ilmestyy ja vapautetut elektronit muodostuvat peptidisidos... Siksi proteiineja kutsutaan polypeptidit.
Kuva. 8. Esimerkkejä aminohappojen rakenteesta - proteiinimolekyylien monomeerit
Proteiinimolekyyleillä voi olla erilaiset tilakonfiguraatiot - proteiinirakenne, ja niiden rakenteessa erotetaan neljä rakenteellisen organisaation tasoa (kuva 9).
Aminohapposekvenssi polypeptidiketjussa on ensisijainen rakenne orava. Se on ainutlaatuinen mihin tahansa proteiiniin ja määrittää sen muodon, ominaisuudet ja toiminnan.
Suurimmalla osalla proteiineista on kierremuoto, joka johtuu vedyn sidosten muodostumisesta polypeptidiketjun eri aminohappotähteiden CO- ja NH-ryhmien välillä. Vety sidokset ovat heikkoja, mutta yhdessä ne tarjoavat melko vahvan rakenteen. Tämä kierre - toissijainen rakenne orava.
Tertiäärinen rakenne - polypeptidiketjun kolmiulotteinen spatiaalinen "pakkaus". Tuloksena on omituinen, mutta erityinen kokoonpano jokaiselle proteiinille - rae... Tertiäärisen rakenteen lujuus saadaan aikaan monilla sidoksilla, joita syntyy aminohapporadikaalien välillä.
Kuva. 9. Kaavio proteiinimolekyylin rakenteesta: I, II, III, IV - primaarinen, sekundaarinen, tertiäärinen, kvaternäärinen rakenne
Kvaternäärinen rakenne ole ominaista kaikille proteiineille. Se johtuu useiden makromolekyylien yhdistelmästä kolmannen rakenteen kanssa monimutkaiseksi komplekseksi. Esimerkiksi ihmisen veren hemoglobiini on neljän proteiinimakromolekyylin kompleksi (kuva 10).
Tämä proteiinimolekyylien rakenteen monimutkaisuus liittyy moniin näihin biopolymeereihin liittyvistä toiminnoista.
Proteiinin luonnollisen rakenteen rikkomista kutsutaan denaturointi (kuva 11). Se voi tapahtua lämpötilan, kemikaalien, säteilyenergian ja muiden tekijöiden vaikutuksesta. Heikolla vaikutuksella vain kvaternäärinen rakenne hajoaa, vahvemmalla, tertiäärinen rakenne ja sitten sekundaarinen, ja proteiini pysyy polypeptidiketjun muodossa.
Kuva. 10. Kaavio hemoglobiinimolekyylin rakenteesta
Tämä prosessi on osittain palautuva: jos primaarista rakennetta ei tuhota, denaturoitu proteiini pystyy palauttamaan rakenteensa. Tästä seuraa, että kaikki proteiinimakromolekyylin rakenteelliset piirteet määräytyvät sen primaarisen rakenteen perusteella.
sitä paitsi yksinkertaiset proteiinitjoka koostuu vain aminohapoista, on myös kompleksiset proteiinit, joka voi sisältää hiilihydraatteja ( glykoproteiinit), rasvat ( lipoproteiinit), nukleiinihapot ( nukleoproteiiniantigeenit) jne.
Proteiinien rooli solujen elämässä on valtava. Nykyaikainen biologia on osoittanut, että organismien väliset yhtäläisyydet ja erot määräytyvät lopulta proteiinijoukon avulla. Mitä lähempänä organismeja ovat toisiinsa systemaattisessa asemassa, sitä samankaltaisempia niiden proteiinit ovat.
Kuva. 11. Proteiinien denaturointi
Proteiinit tai proteiinit. Yksinkertaiset ja monimutkaiset proteiinit. Aminohappoja. Polypeptidi. Proteiinien primaarinen, sekundaarinen, tertiäärinen ja kvaternäärinen rakenne
kysymykset
1. Mitä aineita kutsutaan proteiineiksi tai proteiineiksi?
2. Mikä on proteiinin primaarirakenne?
3. Kuinka sekundaariset, tertiääriset ja kvaternääriset proteiinirakenteet muodostuvat?
4. Mikä on proteiinin denaturointi?
5. Millä perusteella proteiinit jaetaan yksinkertaisiin ja monimutkaisiin?
tehtävät
Tiedät, että kananmunan proteiini koostuu pääasiassa proteiineista. Ajattele muutosta keitetyn munan proteiinirakenteessa. Anna muita esimerkkejä, joista tiedät, milloin proteiinin rakenne voi muuttua.
§ 8. Proteiinien toiminnot
1. Mikä on hiilihydraattien tehtävä?
2. Mitä proteiinien toimintoja tiedät?
Proteiinit suorittavat erittäin tärkeitä ja monipuolisia toimintoja. Tämä on mahdollista suurelta osin itse proteiinien muotojen ja koostumuksen monimuotoisuuden vuoksi.
Yksi proteiinimolekyylien tärkeimmistä toiminnoista on rakentaminen (muovi-). Proteiinit ovat osa kaikkia solukalvoja ja solun organelleja. Verisuonten, rustojen, jänteiden, hiusten ja kynsien seinät koostuvat pääasiassa proteiinista.
Suuri merkitys on katalyyttinentai entsymaattinen, proteiinifunktio... Erityiset proteiinit - entsyymit kykenevät nopeuttamaan biokemiallisia reaktioita solussa kymmeniä ja satoja miljoonia kertoja. Noin tuhat entsyymiä tunnetaan. Jokaista reaktiota katalysoi tietty entsyymi. Opit lisää tästä alla.
Moottoritoiminto suorittaa erityisiä supistuvia proteiineja. Niiden ansiosta ciliat ja flagellat liikkuvat alkueläimissä, kromosomit liikkuvat solunjakautumisen aikana, lihakset supistuvat monisoluisissa organismeissa ja muun tyyppiset liikkeet elävissä organismeissa paranevat.
On tärkeää kuljetustoiminto proteiineja. Joten hemoglobiini kuljettaa happea keuhkoista muiden kudosten ja elinten soluihin. Hemoglobiinin lisäksi lihaksissa on toinen kaasua kuljettava proteiini - myoglobiini. Seerumiproteiinit edistävät lipidien ja rasvahappojen, erilaisten biologisesti aktiivisten aineiden, siirtymistä. Solujen ulkomembraanissa olevat kuljetusproteiinit kuljettavat erilaisia \u200b\u200baineita ympäristöstä sytoplasmaan.
Spesifiset proteiinit suorittavat suojaava toiminto... Ne suojaavat kehoa vieraiden proteiinien ja mikro-organismien tunkeutumiselta ja vaurioilta. Siten lymfosyyttien tuottama vasta-aine estää vieraita proteiineja; fibriini ja trombiini suojaavat kehoa verenhukalta.
Sääntelytoiminto luontainen proteiineille - hormonit... Ne ylläpitävät jatkuvia ainepitoisuuksia veressä ja soluissa, osallistuvat kasvuun, lisääntymiseen ja muihin elintärkeisiin prosesseihin. Esimerkiksi insuliini säätelee verensokeritasoja.
Proteiineilla on myös signaalitoiminto... Solumembraaniin on rakennettu proteiineja, jotka voivat muuttaa niiden tertiääristä rakennetta vasteena ympäristötekijöille. Näin signaalit vastaanotetaan ulkoisesta ympäristöstä ja informaatio siirretään soluun.
Proteiinit voivat tehdä energiatoiminto, on yksi solun energialähteistä. Kun 1 g proteiinia hajoaa kokonaan lopputuotteiksi, vapautuu 17,6 kJ energiaa. Proteiineja käytetään kuitenkin harvoin energianlähteenä. Aminohappoja, jotka vapautuvat proteiinimolekyylien hajoamisen yhteydessä, käytetään uusien proteiinien rakentamiseen.
Proteiinifunktiot: rakennus-, moottori-, kuljetus-, suoja-, säätely-, signalointi-, energia-, katalyyttiset. Hormoni. Entsyymi
kysymykset
1. Mikä selittää proteiinien toiminnan moninaisuuden?
2. Mitä proteiinien toimintoja tiedät?
3. Mikä on hormoniproteiinien rooli?
4. Mikä on entsyymiproteiinien tehtävä?
5. Miksi proteiineja käytetään harvoin energialähteenä?
§ 9. Nukleiinihapot
1. Mikä on ytimen rooli solussa?
2. Mihin solun organelleihin liittyy perinnöllisten ominaisuuksien siirto?
3. Mitä aineita kutsutaan hapoiksi?
Nukleiinihapot (lat. tuma - ydin) löydettiin ensin leukosyyttien ytimistä. Myöhemmin havaittiin, että nukleiinihapot sisältyvät kaikkiin soluihin, ei vain ytimessä, mutta myös sytoplasmassa ja erilaisissa organelleissa.
Nukleiinihappoja on kahta tyyppiä - deoksiribonukleiinioligonukleotidit (lyhennetty DNA-) ja ribonukleiini (lyhennetty RNA). Nimien ero johtuu siitä, että DNA-molekyyli sisältää hiilihydraattia deoksiriboosiyksikkö, ja RNA-molekyyli - riboosi.
Nukleiinihapot - monomeereistä koostuvat biopolymeerit - nukleotidin... DNA: n ja RNA: n monomeereillä-nukleotideilla on samanlainen rakenne.
Jokainen nukleotidi koostuu kolmesta komponentista, joita yhdistävät vahvat kemialliset sidokset. se typpipitoinen emäs, hiilihydraatti (riboosi tai deoksiriboosi) ja fosforihappotähde (kuva 12).
Osa dNA-molekyylit mukana on neljä tyyppiä typpipitoisia emäksiä: adeniini, guaniini, sytosiini tai tymiini... Ne määrittävät vastaavien nukleotidien nimet: adenyyli (A), guanyyli (G), sytidyyli (C) ja tymidyyli (T) (kuva 13).
Kuva. 12. Kaavio nukleotidien rakenteesta - DNA: n (A) ja RNA (B) monomeerit
Jokainen DNA-juoste on polynukleotidi, joka koostuu useista kymmenistä tuhansista nukleotideistä.
DNA-molekyylillä on monimutkainen rakenne. Se koostuu kahdesta spiraalimaisesti kierretystä ketjusta, jotka on liitetty toisiinsa vety sidoksilla koko pituudeltaan. Tätä rakennetta, joka on ominaista vain DNA-molekyyleille, kutsutaan kaksoiskierre.
Kuva. 13. DNA-nukleotidit
Kuva. 14. Nukleotidien komplementaarinen yhteys
DNA-kaksoisheeliksin muodostumisen aikana yhden ketjun typpipitoiset emäkset on järjestetty tiukasti määriteltyyn järjestykseen toisen typpeä emäksiä vastaan. Tässä tapauksessa paljastuu tärkeä säännöllisyys: toisen ketjun tymiini sijaitsee aina yhden ketjun adeniinia vastapäätä, sytosiini on guaniinia vastaan \u200b\u200bja päinvastoin. Tämä johtuu siitä, että adeniinin ja tymiininukleotidiparit samoin kuin guaniini ja sytosiini vastaavat tiukasti toisiaan ja ovat komplementaarisia, tai täydentävä (lat. complementum - lisäys) toisiinsa. Ja itse mallia kutsutaan täydentävyyden periaate... Tässä tapauksessa adeniinin ja tymiinin välillä syntyy aina kaksi vety- sidosta ja guaniinin ja sytosiinin välillä kolme (v. 14).
Sen seurauksena missä tahansa organismissa adenyyylinukleotidien lukumäärä on yhtä suuri kuin tymidyylinukleotidien lukumäärä, ja guanyylinukleotidien lukumäärä on yhtä suuri kuin sytidyylinukleotidien lukumäärä. Kun tunnistetaan nukleotidien sekvenssi yhdessä DNA-juosteessa, komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti, on mahdollista määrittää nukleotidien järjestys toisessa juosteessa.
Neljän tyyppisten nukleotidien avulla kaikki organismiin liittyvät tiedot tallennetaan DNA: hon, jonka seuraavat sukupolvet perivät. Toisin sanoen DNA on perinnöllisen tiedon kantaja.
DNA-molekyylejä löytyy pääasiassa solujen ytimistä, mutta pieni määrä löytyy mitokondrioista ja plastideista.
RNA-molekyyli, toisin kuin DNA-molekyyli, on polymeeri, joka koostuu yhdestä ketjusta, jonka mitat ovat paljon pienemmät.
RNA-monomeerit ovat nukleotidejä, jotka koostuvat riboosista, fosforihappotähteestä ja yhdestä neljästä typpipitoisesta emäksestä. Kolme typpipitoista emästä - adeniini, guaniini ja sytosiini - ovat samat kuin DNA: ssa, ja neljäs on urasiili.
RNA-polymeeri muodostuu kovalenttisten sidosten kautta riboosin ja vierekkäisten nukleotidien fosforihappotähteen välillä.
RNA: ta on kolme tyyppiä, jotka eroavat rakenteesta, molekyylien koosta, sijainnista solussa ja suoritetuista toiminnoista.
Ribosomaalinen RNA (rRNA) ovat osa ribosomeja ja osallistuvat niiden aktiivisten keskusten muodostumiseen, missä tapahtuu proteiinien biosynteesi.
Kuljetus RNA (tRNA) - pienin koko - kuljettaa aminohapot proteiinisynteesin paikkaan.
Tiedottai lähettiläs, RNA (mRNA:) syntetisoidaan DNA-molekyylin yhden ketjun kohdalla ja välittävät tietoa proteiinin rakenteesta solun ytimestä ribosomeihin, missä tämä tieto toteutuu.
Siten erityyppiset RNA: t edustavat yhtä funktionaalista järjestelmää, joka on tarkoitettu perinnöllisen tiedon toteuttamiseen proteiinisynteesin avulla.
RNA-molekyylejä löytyy solun ytimestä, sytoplasmasta, ribosomeista, mitokondrioista ja plastideista.
Nukleiinihappo. Deoksiribonukleiinihappo tai DNA. Ribonukleiinihappo tai RNA. Typpipitoiset emäkset: adeniini, guaniini, sytosiini, tymiini, urasiili, nukleotidi. Kaksoiskierre. Täydentävät toisiaan. Kuljetus-RNA (tRNA). Ribosomaalinen RNA (rRNA). Messenger RNA (mRNA)
kysymykset
1. Mikä on nukleotidin rakenne?
2. Mikä on DNA-molekyylin rakenne?
3. Mikä on täydentävyyden periaate?
4. Mikä on yhteistä ja mitkä ovat erot DNA- ja RNA-molekyylien rakenteessa?
5. Minkä tyyppisiä RNA-molekyylejä tiedät? Mitkä ovat heidän tehtävänsä?
tehtävät
1. Tee kappaleen ääriviivat.
2. Tutkijat ovat havainneet, että DNA-juosteen fragmentilla on seuraava koostumus: C-G G A A T T C. C. Täytä komplementaarisuusperiaatteen mukaisesti toinen juoste.
3. Tutkimuksen aikana havaittiin, että tutkitussa DNA-molekyylissä adeniinit muodostavat 26% typpipitoisten emästen kokonaismäärästä. Laske muiden typpipitoisten emästen lukumäärä tässä molekyylissä.
Amerikkalaiset tutkijat onnistuivat luomaan molekyylin, joka voi olla perinnöllisen tiedon nykyaikaisten molekyylikantajien esi-isä elävässä solussa - nukleiinihapoissa. Sille annettiin nimeksi TNK, koska tämä aine sisältää nelisisäisen sokeritetroosin. Oletetaan, että evoluutioprosessissa juuri siitä, mistä tunnetut DNA ja RNA ovat lähtöisin.
Tähän saakka maan päällä noin neljä miljardia vuotta sitten tapahtuneiden tapahtumien jälleenrakentamisessa olleet tutkijat eivät pysty vastaamaan yhteen yksinkertaiseen ja samalla erittäin tärkeään kysymykseen - miten deoksiribonukleiinihappo tai yksinkertaisemmin DNA ilmeni?
Itse asiassa ilman tätä molekyyliä ensimmäiset elävät solut (tai niiden edeltäjät) eivät kyenneet tallentamaan tietoa proteiinien rakenteesta, mikä on välttämätöntä itsensä lisääntymiselle. Toisin sanoen ilman DNA: ta elämä ei yksinkertaisesti pysty leviämään planeetallemme, niin avaruudessa kuin ajassa.
Lukuisat kokeet ovat osoittaneet, että DNA itsessään ei voi koota, missä olosuhteissa älä laita kaikkia sen "varaosia". Tämän molekyylin luomiseksi vaaditaan useiden kymmenien entsyymiproteiinien aktiivisuus. Ja jos näin on, niin heti evoluution perusteluissa syntyy noidankehä, kuten kanan ja munan ensisijaisuusongelma: mistä entsyymit voisivat tulla, jos itse DNA: ta ei ole? Loppujen lopuksi tiedot niiden rakenteesta tallennetaan tarkalleen tähän monimutkaiseen molekyyliin.
Eräät molekyylibiologit ovat kuitenkin viime aikoina ehdottaneet tietä umpikujaan: he uskovat, että aiemmin perinnöllinen tieto oli tallennettu DNA: n "sisko", ribonukleiinihappo tai RNA. No, tämä molekyyli pystyy itsekopioimaan tietyissä olosuhteissa, ja lukuisat kokeet vahvistavat tämän (voit lukea lisää tästä artikkelissa "Alussa oli ... ribonukleiinihappo").
Näyttää siltä, \u200b\u200bettä ratkaisu löytyi - aluksi ribotsyymit (tämä on RNA-molekyylien nimi, jolla on entsymaattista aktiivisuutta) kopioivat itsensä ja matkan varrella muuttuivat, "hankkivat" tietoa uusista hyödyllisistä proteiineista. Jonkin ajan kuluttua tämä tieto kertyi niin paljon, että RNA "ymmärsi" yhden yksinkertaisen asian - nyt ei ole enää tarpeen tehdä varsin monimutkaista itsekopiointia. Ja pian seuraava mutaatiosykli muutti RNA: sta monimutkaisemman, mutta samalla stabiilin DNA: n, joka ei ollut enää mukana sellaisessa "hölynpölyssä".
Lopullista vastausta kysymykseen siitä, kuinka nukleiinihapot näyttivät, ei kuitenkaan vielä löydy. Koska vielä jäi epäselväksi, kuinka ensimmäinen RNA ilmestyi kyvyllä kopioida itseään. Loppujen lopuksi edes se, kuten kokeet osoittavat, ei kykene itse kokoonpanoon - myös sen molekyyli on tästä erittäin vaikea.
Jotkut molekyylibiologit ehdottivat, että noina aikoina voisi olla olemassa toinen nukleiinihappo, joka olisi järjestetty yksinkertaisemmin kuin DNA ja RNA. Ja juuri hän oli aluksi molekyyli, joka tallentaa tietoa.
Tätä olettamaa on kuitenkin melko vaikea tarkistaa, koska tällä hetkellä ei ole muita "ylläpitäjiä" näiden happojen ryhmästä, lukuun ottamatta DNA: ta ja RNA: ta. Tästä huolimatta, nykyaikaiset menetelmät biokemian avulla voit luoda tällaisen yhdisteen uudelleen ja tarkistaa sen jälkeen kokeellisesti sopiiko se "elämän päämolekyylin" rooliin vai ei.
Ja äskettäin Arizonan yliopiston (USA) tutkijat ehdottivat, että DNA: n ja RNA: n yhteinen esi-isä voisi olla TNK tai tetrosonukleiinihappo. Se eroaa jälkeläisistään siinä, että tämän aineen "sokeri-fosfaattisilta", joka pitää typpipohjaisia \u200b\u200bemäksiä (tai nukleotideja) yhdessä, ei sisällä pentoosia, viiden hiiliatomin sokeria, mutta neljän hiilen tetroosia. Ja tämäntyyppinen sokeri on paljon yksinkertaisempaa kuin DNA: n ja RNA: n viiden hiilen renkaat. Ja mikä tärkeintä, he voivat koota itsensä - kahdesta identtisestä kahden hiilen kappaleesta.
Amerikkalaiset biokeemikot yrittivät luoda useita lyhyitä tetroosimolekyylejä ja havaitsivat prosessissa, että tämä ei vaadi massiivisen ja monimutkaisen entsymaattisen laitteen käyttöä - tietyissä olosuhteissa happo kerättiin kyllästetyssä liuoksessa "varaosista" vain kahden entsyymin avulla.
Eli se voisi todella ilmestyä elämän muodostumisen aivan alussa. Ja vaikka ensimmäiset elävät organismit eivät voineet hankkia entsymaattista laitetta, joka kykenee syntetisoimaan RNA: ta ja DNA: ta, niin TNK oli perinnöllisen tiedon pitäjä.
Mutta olisiko periaatteessa tällä molekyylillä ollut niin tärkeä rooli? Nyt tätä ei voida suoraan vahvistaa, koska ei ole proteiineja, jotka pystyisivät lukemaan tietoja TNC: ltä. Arizonan molekyylibiologit päättivät kuitenkin mennä eri reittiä. He tekivät uteliaan kokeilun - he yrittivät yhdistää DNA- ja TNC-juosteet toisiinsa. Tuloksena saatiin hybridi-molekyyli - DNA-ketjun keskellä oli TNC-fragmentti, jonka pituus oli 70 nukleotidia. Mielenkiintoista, että tämä molekyyli kykeni replikoitumaan, ts. Itsekopioimaan. Ja tämä ominaisuus on välttämätön jokaiselle molekyylitiedon kantajalle.
Lisäksi tutkijat ovat osoittaneet, että TNK-molekyyli voi hyvin yhdistyä proteiiniin ja saada siten vastaavasti entsymaattisia ominaisuuksia. Tutkijat suorittivat sarjan kokeita, jotka osoittivat, että TNC: ltä voidaan saada rakenne, joka sitoutuu spesifisesti trombiiniproteiiniin: DNA-ketjuun muodostettiin TNK-ketju, mutta DNA: n jättämisen jälkeen se ei menettänyt rakenteellisia ominaisuuksiaan ja jatkoi spesifisesti proteiinin pitämistä.
TNC-fragmentti oli 70 nukleotidia pitkä, mikä on aivan tarpeeksi ainutlaatuisten "laskeutumiskohtien" luomiseksi entsyymiproteiineille. Toisin sanoen, TNC: stä, jotain ribotsyymin tapaista olisi myös voinut osoittautua (muista, että se koostuu proteiiniin liittyvistä RNA: ista).
Joten kokeet ovat osoittaneet, että TNK voisi hyvinkin olla DNA: n ja RNA: n esi-isä. Viimeksi mainittu voi olla muodostunut jonkin verran aikaisemmin mutaatiosarjan seurauksena, joka johti tetroosin korvaamiseen pentoosilla. Ja sitten, luonnollista valintaa käyttämällä, kävi ilmi, että ribonukleiinihappo on stabiilimpi ja stabiilimpi kuin sen tetroosin edeltäjä (tetroosit ovat todellakin hyvin epävakaita useille kemiallisille vaikutuksille). Ja siten jälkeläinen syrjäytti kilpailunsa edeltäjänsä molekyylitiedon kantoaallon kapeasta.
Herää kysymys - voisiko TNC: llä olla myös jotakin esi-isää, joka sisälsi yksinkertaisempaa sokeria kuin tetroosi? Todennäköisesti ei, ja tässä miksi. Ainoastaan \u200b\u200bneljästä hiiliatomista lähtien sokerit voivat muodostaa syklisiä rakenteita, kolmen hiilen hiilihydraatit eivät ole kykeneviä tähän. No, ilman tätä, nukleiinihappoa ei muodostu - vain sykliset sokerimolekyylit voivat pitää sisällään kaikki muut aineet. Joten näyttää siltä, \u200b\u200bettä TNK oli todella ensimmäinen.
On huomattava, että työn kirjoittajat eivät väitä ollenkaan, että "kaikki oli täsmälleen sellaista kuin se oli". Tarkkaan ottaen he todistivat vain ribonukleiinihappojen esi-isimuodon, kuten TNK: n olemassaolon mahdollisuuden (jota muuten ei esiinny nykymaailmassa luonnollisessa ympäristössä). Löytön arvo on siinä, että näytettiin yksi perinnöllisen tiedon molekyylikantoaaltojen todennäköinen evoluutiotapa. No, ja lopuksi vanha riita siitä, mikä ilmestyi ensin - nukleiinihappo tai proteiini ...
Kysymys 1. Mitä prosesseja tutkijat tutkivat molekyylitasolla?
Molekyylitasolla tutkitaan organismin tärkeimpiä elintärkeitä prosesseja: sen kasvua ja kehitystä, aineenvaihduntaa ja energian muuntamista, perinnöllisen tiedon varastointia ja siirtoa, vaihtelevuutta.
Kysymys 2. Mitkä elementit vallitsevat elävien organismien koostumuksessa?
Elävä organismi sisältää yli 70-80 kemiallista alkuainetta, mutta hiili, happi, vety ja typpi ovat vallitsevia.
Kysymys 3. Miksi proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylejä pidetään biopolymeereinä vain solussa?
Proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylit ovat polymeerejä, koska ne koostuvat toistuvista monomeereistä. Mutta vain elävässä järjestelmässä (solu, organismi) nämä aineet ilmentävät biologista olemustaan, sillä niillä on useita erityisiä ominaisuuksia ja ne suorittavat monia tärkeitä toimintoja. Siksi elävissä järjestelmissä tällaisia \u200b\u200baineita kutsutaan biopolymeereiksi. Elävän järjestelmän ulkopuolella nämä aineet menettävät biologiset ominaisuutensa eivätkä ole biopolymeerejä.
Kysymys 4. Mitä tarkoitetaan biopolymeerimolekyylien universaalisuudella?
Biopolymeerien ominaisuudet riippuvat niiden sisältämien monomeerien lukumäärästä, koostumuksesta ja järjestelystä. Mahdollisuus muuttaa monomeerien koostumusta ja sekvenssiä polymeerirakenteessa sallii valtavan määrän biopolymeerivariantteja, riippumatta organismin lajeista. Kaikilla elävillä organismeilla on yhden suunnitelman mukaan rakennettuja biopolymeerejä.
1.1. Molekyylitaso: yleiset ominaisuudet
4,4 (87,5%) 8 ääntäHaettiin tällä sivulla:
- mitä prosesseja tutkijat tutkivat molekyylitasolla
- mitä tarkoitetaan biopolymeerimolekyylien universaalisuudella
- mitkä elementit vallitsevat elävien organismien koostumuksessa
- miksi proteiinimolekyylejä, hiilihydraattien nukleiinihappoja ja lipidejä pidetään biopolymeereinä vain solussa
- miksi proteiinimolekyylit nukleiinihapot hiilihydraatit ja lipidit
Kysymys 1. Mitä prosesseja tutkijat tutkivat molekyylitasolla?
Molekyylitasolla tutkitaan organismin tärkeimpiä elintärkeitä prosesseja: sen kasvua ja kehitystä, aineenvaihduntaa ja energian muuntamista, perinnöllisen tiedon varastointia ja siirtoa, vaihtelevuutta. Alkuyksikkö molekyylitasolla on geeni - fragmentti nukleiinihappomolekyylistä, johon on tallennettu määrä kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti määriteltyä biologista tietoa.
Kysymys 2. Mitkä elementit vallitsevat elävien organismien koostumuksessa?
Elävän organismin koostumuksessa on yli 70-80 kemiallista alkuainetta, mutta hiili, happi, vety, typpi ja fosfori ovat vallitsevia.
Kysymys 3. Miksi proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylejä pidetään biopolymeereinä vain solussa?
Proteiinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja lipidien molekyylit ovat polymeerejä, koska ne koostuvat toistuvista monomeereistä. Mutta vain elävässä järjestelmässä (solu, organismi) nämä aineet ilmentävät biologista olemustaan, sillä niillä on useita erityisiä ominaisuuksia ja ne suorittavat monia tärkeitä toimintoja. Siksi elävissä järjestelmissä tällaisia \u200b\u200baineita kutsutaan biopolymeereiksi. Elävän järjestelmän ulkopuolella nämä aineet menettävät biologiset ominaisuutensa eivätkä ole biopolymeerejä.
Kysymys 4. Mitä tarkoitetaan biopolymeerimolekyylien universaalisuudella?
Solun monimutkaisuustasosta ja toiminnoista riippumatta kaikilla biopolymeereillä on seuraavat ominaisuudet:
niiden molekyyleillä on muutama pitkä haara, mutta monia lyhyitä;
polymeeriketjut ovat vahvoja eikä hajota spontaanisti;
kykenevät kantamaan erilaisia \u200b\u200bfunktionaalisia ryhmiä ja molekyylifragmentteja, jotka tarjoavat biokemiallisen toiminnallisen aktiivisuuden, toisin sanoen kyvyn suorittaa solulle tarvittavat biokemialliset reaktiot ja muunnokset solunsisäisessä liuoksessa;
oltava riittävän joustavia muodostamaan erittäin monimutkaisia \u200b\u200balueellisia rakenteita, jotka ovat tarpeen biokemiallisten toimintojen suorittamiseksi, toisin sanoen proteiinien toimimiseksi molekyylikoneina, nukleiinihappojen ohjelmointimolekyyleiksi jne .;
biopolymeerien C-H- ja C-C-sidokset ovat lujuudestaan \u200b\u200bhuolimatta samanaikaisesti elektronisen energian varaajia.
Biopolymeerien pääominaisuus on polymeeriketjujen lineaarisuus, koska vain lineaariset rakenteet koodataan helposti ja “kootaan” monomeereistä. Lisäksi, jos polymeerikierteellä on joustavuutta, niin on melko helppo muodostaa siitä haluttu tilarakenne, ja kun tällä tavalla rakennettu molekyylikone on pehmustettu, rikki, on helppo purkaa se rakennuselementteihin, jotta niitä voidaan käyttää uudelleen. Näiden ominaisuuksien yhdistelmä löytyy vain hiilipohjaisista polymeereistä. Kaikki elävien järjestelmien biopolymeerit kykenevät suorittamaan tiettyjä ominaisuuksia ja suorittamaan monia tärkeitä toimintoja. Biopolymeerien ominaisuudet riippuvat niiden sisältämien monomeerien lukumäärästä, koostumuksesta ja järjestelystä. Mahdollisuus muuttaa monomeerien koostumusta ja sekvenssiä polymeerirakenteessa sallii valtavan määrän biopolymeerivariantteja, riippumatta organismin lajeista. Kaikilla elävillä organismeilla on yhden suunnitelman mukaan rakennettuja biopolymeerejä.
