Glavne kemijske sestavine živih organizmov. različni dejavniki

Video: Struktura in lastnosti živih organizmov. Dnevna se razlikuje od ne zhyvogo

Razlikovati fizično (temperatura, tlak, mehanske vplive, ultrazvokom in ionizirajočega sevanja) in kemična (težke kovine, kisline, baze, organska topila, alkaloidi) dejavniki povzročajo denaturacijo. Vse te tehnike se pogosto uporabljajo v živilske tehnologije in biotehnologije. Obraten proces je renaturacija, tj obnove fizikalnih, kemijskih in bioloških lastnosti proteina. Včasih je dovolj, da se odstranijo denaturacijo predmet. Renaturacijo je nemogoče, če je vplivala na osnovno strukturo.

V vodi proteini tvorijo koloidnih raztopin. Te rešitve so označena z visoko viskoznostjo, sposobnost razprševanja, vidne svetlobne žarke. Koloidni delci ne prehajajo skozi polprepustno membrano (celofan, koloidni filma), ker njihovo pore koloidnih delcev. Neprepustna beljakovine so vse biološke membrane. Ta lastnine beljakovinske raztopine se običajno uporabljajo v medicini in kemiji za čiščenje pripravkov proteinskih nečistot. Tak proces ločevanja imenovano dializo.

Najpomembnejša lastnost proteinov je njihova sposobnost, da kaže tako kislih in bazičnih lastnosti, to pomeni, da deluje kot amfoternih elektrolite. amfoternih lastnosti je podlaga varovalnih lastnosti proteinov in njihovega vključevanja v uravnavanju krvnega pH. PH človeške krvi in karakterizirali nespremenljivosti spada 7,36-7,4 zadel različne snovi kisla ali bazična karakter redno s hrano ali proizvedeni v metabolnih procesih. Zato obstajajo posebne postopke za regulacijo kislinsko-bazično ravnotežje notranjega okolja.

Proteini veže vodo, t.j. kažejo hidrofilne lastnosti. Ko so nabreknejo, povečanje njihove mase in prostornine. Sposobnost beljakovin, da nabrekne, da nastane želeji, stabiliziranje suspenzije in emulzije pene je zelo pomembna v živilski industriji in biologije. Zelo gibljiv žele izdelana predvsem iz proteinskih molekul je citoplazma - vsebina Polutekući celic. Visoko hidrirani žele - Surovi glutena ekstrahiramo iz pšenične moke, vsebuje do 65% vode.

Funkcije proteinov so zelo raznoliki. Vse to beljakovin kot snov z opredeljeno kemijsko strukturo izvaja visoko specializirano funkcijo in le v redkih posameznih primerih - več medsebojno povezani. Na primer, nadledvične medulla hormona epinefrin, ki vstopajo v krvi poveča porabo kisika in krvni tlak, krvni sladkor in stimulira metabolizem kot tudi mediatorja živčnega sistema pri hladnokrvnih živali.

Glavne vrste beljakovin predstavdeny v naslednji sliki:

Sl. 2. Glavne vrste proteinov

Podroben pregled funkcij beljakovin daleč presega namen tega priročnika. Stop samo (katalitskega) funkcijo encimsko. Številne biokemične reakcije v živih organizmih nadaljuje pod milimi pogoji pri temperaturi blizu 40 ° vrednostmi C in pH blizu nevtralnega. Pod temi pogoji je stopnja pojavljanja večino reakcij zanemarljiva, zato posebni biološki katalizatorji, primerni za njihovo izvajanje so potrebni - encimi (fermentum - kvasovke) ali encimi (enzume - v kvasovkah).

Značilno je, encimi - je bodisi proteini ali proteinske komplekse z vsemi kofaktor kovinskih ionov ali organske molekule. Encimi imajo visoko specifičnost glede na podlago, t.j. v spojino, ki se pospeši preobrazbo. Učinkovitost encimov je predvsem odvisen od več dejavnikov: temperatura (optimalna temperatura 30-50 ° C), v prisotnosti aktivatorjev ali inhibitorjev, pH medija. Kontaktni encima s substratom poteka preko aktivnega mesta. Značilno je, da majhen del encimskega molekulo, v kateri obe izolirane cone: povezovalna in katalitsko. Struktura aktivnega centra so ločeni deli polipeptidne verige in kofaktorjev.

Skupno je okrog 3.000 različnih encimov, so razdeljeni v 6 razredov.
1. oksidoreduktaze ali redoks encime (dehidrogenaze, oksidaze, reduktaze, transhidrogenaza hidroksilaze). Ti katalizirajo oksidacijo ali redukcijo različnih kemičnih snovi.

2. transferaze. Predstavniki te skupine encimov katalizirajo prenos različnih skupin iz ene molekule na drugo, npr fosforilacija, transaminacijo. Med njimi so, na primer, transaminaz.

3. Hidrolaze (peptidaz, esteraze, glikozidaze, fosfataze). Ti encimi razgradijo beljakovine, maščobe in ogljikove hidrate s hidrolizo. Imajo še posebej pomembno vlogo pri prebavi in tehnoloških hrane procesih.

4. liaze. Katalizirajo reakcijo cepitve med ogljikovimi atomi, C-C in O-C in C in N- Hal. V to skupino encimov vključuje, na primer, dekarboksilaza C02 molekule odcepi iz organskih kislin.

5. Isomerases (racemaza, epimeraza). Pospeševanje strukturnih sprememb v eni molekuli organske spojine.

6. ligaze (sintetaz). Katalizirajo tvorbo C = O, C = S, C-N, C-C.

Poleg proteinov, med neskončno različnih kemičnih snovi, iz katerih so narejeni živi organizmi, ki se posebno mesto zaseda drugo vrsto bioloških polimerov - nukleinskih kislin. V vlogi monomerov ravnati v tem primeru nukleotidov. Nukleotidna je sestavljen iz treh komponent: purinskih ali pirimidinsko bazo, so obravnavali pet ogljikovih ciklične uglevodaDstroenie ogljikove hidrate in lastnosti spodaj) 'ki je eno povezano z enim od njenih atomov dušika N-glikozidno vezjo (tvorjen nukleozidni) (fosfat in s tem povezano estrsko vez z 5` ogljikovih hidratov ogljika.

Pri tvorbi nukleinskih kislin lahko vključuje dve skupini nukleotidov - ribonukleotidov in deoksiribonukleotide. Prva oblika ribonukleinska kislina (RNA), slednji - DNK. V DNA, obstajajo štiri vrste nukleotidov, ki se razlikujejo le dušikovih baz. Te baze so v dveh purin (PU) - adenin (A) in gvanin (G) - in dva pirimidina (Py) - timin (T) in citozin (C). Značilnost DNA, da se njegova molekula obsega dve polimerne verige, zavite v dvojno vijačnico (slika 2).

Vsaka veriga - je redno polimer, v katerem ogljikovih hidratov ostanke dveh sosednjih nukleotidov, povezanih z fosfatnih skupin. V zvezi s tem je izobraževanje s 5`- fosfata enega nukleotida in hidroksilnih 3`- drugega vedno navzoč. Zato ogljikovih hidratov fosfatnega ogrodja molekule ima pravilno strukturo, kjer je 3`, 5`- fosfodiesterske vezi v molekuli najbolj občutljiv na tako kemične in encimatske cepitve.

V nasprotju s hrbtenico ogljikovih hidratov-fosfat, zaporedje purinskih in pirimidinskih baz vzdolž verige zelo neenakomerno vsako posebno vrsto molekule DNA označena s posebno sekvenco. Obe verigi držijo skupaj z vodikovimi vezmi med baznimi pari. Adenin vedno pari s timin in gvanin - s citozin. Dosledno dopolnjevanje povzroča povezovanje specifičnost, t.j. medsebojno ujemanje v osnovnih zaporedij dveh verig.

Načelo dopolnjevanja bil oblikovan in dokazali D. Watson in Crick leta 1953 načeloma rtot je ena od glavnih povezav v vzpostavitev prostorske strukture DNA, izdelanih iz dveh komplementarnih pramenov. Takšna struktura se imenuje duplex. Načelo dopolnjevanja zagotavlja rezervnem na enem verige nukleotidov sekvence dopolnjujejo drugi tokokrog.

Torej, če sta dve starševski dupleks ločimo verige, vsak od njih je sposoben upravljati gradnjo monomerov komplementarno verigo, kar ima za posledico obnovi dveh dupleksov, ki so enaka izvirniku. Vendar pa je zaporedje nukleotidov vsakega tokokroga - je le risba za ustvarjanje novih DNA molekule. Za gradnjo nove vezja potrebujejo zadostne količine monomerov in posebno napravo, ki izvaja zaporedno dodajanje novih monomerov na rastoče polimerne verige.

Te naprave so encimi imenovane DNA polimeraze. Postopek sinteze dopolnilnega hčerinske verige DNA na enem izmed krogov se imenuje starševski podvajanja. Po vzpostavitev strukture DNA formuliramo zamisel genetskega koda, ki je, kako so sekvence DNA molekula aminokislinske napisan programiran njene proteine. Neposredno montaža proteine iz aminokislin DNA ne nadzira.

Tako RNA, ki se sintetizira s pomočjo DNK. RNA je sestavljen iz štirih nukleotidov so označene s črkami A, G, C in E (RNK uracila namesto timin vključene). Kemično, so zelo blizu nukleotidov, ki sestavljajo DNK in vzdrževanje selektivne interakcije partnerjev. Sintezo novih RNA molekul z uporabo RNA polimeraze. Slednji spodbuja transkripcijo v katerem DNA, ki ustreza delu, ki vsebuje podatke o določenem zaporedju aminokislin ustreza določeni zaporedja, ki kodirajo elementov, izdelanih iz ribonukleotidi. Tako je informacija vključena v molekuli DNA prenašajo s posebno sredstvo (sel iz angleškega jezika. "sel" - sel) - mRNA (RNA, mRNA).

Nove polipeptidne verige se sintetizirajo na posebnih supramolekularnimi struktur - ribosome. Vsaka ribosomsko vsebuje več RNA molekule -ribosomnyh RNA (rRNA) in drugih proteinov. Sinteza beljakovin, imenovanih prevod na ribosome. Poleg mRNA in rRNA ima tretjo vrsto RNA - prevoz RNA (tRNA) - obvezno udeleženci prevajanje procesa. Replikacija, prepis in prevod - trije stebri procesa, ki temelji na vseh vitalnih funkcij.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný