Hlavnými chemickými zložkami živých organizmov. rôzne faktory

Video: Štruktúra a vlastnosti živých organizmov. V obývacej sa líši od nie je zhyvogo

Rozlišovať fyzikálne (teplota, tlak, mechanických rázov, ultrazvuk a ionizujúceho žiarenia) a chemické (ťažké kovy, kyseliny, alkálie, organické rozpúšťadlá, alkaloidy) faktory spôsobujúce denaturáciu. Všetky tieto techniky sú široko používané v potravinárskych technológií a biotechnológií. Opačný postup je renaturaci, teda obnovenie fyzikálnych, chemických a biologických vlastností proteínu. Niekedy stačí odstrániť objekt denaturácia. Renaturace je možné, ak je ovplyvnený primárny štruktúru.

Vo vode proteíny tvoria koloidné roztoky. Tieto riešenia sa vyznačujú vysokou viskozitou, schopnosť rozptyľovať viditeľné svetelné lúče. Koloidné častice neprejde cez polopriepustnú membránu (celofán, koloidné filmu), pretože ich pórov menšie koloidných častíc. Nepriepustná proteín sú všetky biologické membrány. Táto vlastnosť proteínových roztokov bežne používané v medicíne a chémii pre čistenie proteínových preparátov z nečistôt. Takýto proces separácie s názvom dialýzu.

Najdôležitejšou vlastnosťou proteínov je ich schopnosť vykazovať ako kyslé a zásadité vlastnosti, to znamená, že pôsobí ako amfotérne elektrolyty. amfotérne vlastnosti je základom vlastností pufrov proteínov a ich zapojenie do regulácie pH krvi. Hodnota pH ľudskej krvi a charakterizovaný stálosti je v 7,36-7,4 cez rôzne látky kyslé alebo bázické charakter pravidelne z potravy alebo sú v metabolických procesov. V dôsledku toho existujú osobitné mechanizmy na reguláciu acidobázickej rovnováhy vnútorného prostredia.

Proteíny sa viažu vodu, tj. vykazujú hydrofilné vlastnosti. Keď bobtnajú, čím sa zvyšuje ich hmotnosť a objem. Schopnosť proteínov napučiavať za vytvorenie želé, stabilizáciu suspenzie a emulzie z peny, má veľký význam v potravinárskom priemysle a biológie. Veľmi pohyblivý želé konštruovaná predovšetkým z molekúl proteínov je cytoplazmy - polotekutej obsah bunky. Vysoko hydratované želé - surový lepok extrahuje z pšeničnej múky, obsahuje až 65% vody.

Funkcia proteínov sú veľmi rozmanité. To všetko proteín ako látka s definovanou chemickou štruktúrou vykonáva vysoko špecializované funkcie, a to len v niekoľkých jednotlivých prípadoch - niekoľko vzájomne prepojené. Napríklad dreni nadobličiek hormón epinefrín, vstupujúce do krvi zvyšuje spotrebu kyslíka a krvný tlak, krvný cukor a stimuluje metabolizmus, rovnako ako mediátor nervového systému v studenokrvných živočíchov.

Hlavné typy proteínov predstavdeny na nasledujúcom obrázku:

Obr. 2. Hlavné typy proteínov

Podrobné vyšetrenie funkcie proteínu v značnej miere prekračuje rámec tejto príručky. Zastaviť iba pre funkciu enzymatickú (katalytické množstvo). Početné biochemické reakcie v živých organizmoch prebiehať za miernych podmienok pri teplote blízkej 40 ° C hodnoty a pH v blízkosti neutrálnej polohy. Za týchto podmienok sa miera výskytu väčšiny reakcií sú zanedbateľné, takže zvláštne biologické katalyzátory sú vhodné pre ich vykonávanie sú nevyhnutné - enzýmy (fermentum - kvasinky) alebo enzýmy (Enzo - v kvasinkách).

Typicky, enzýmy - je buď proteíny alebo proteínové komplexy s kovovými iónmi kofaktorových alebo organické molekuly. Enzýmy majú vysokú špecificitu vzhľadom k substrátu, tj, zlúčeniny, ktorá urýchľujú transformáciu. Účinnosť enzýmov je zvlášť závisí od viacerých faktorov: teplota (optimálna teplota 30 až 50 ° C), v prítomnosti aktivátorov alebo inhibítorov, pH média. Kontakt enzýmu so substrátom dochádza prostredníctvom aktívneho miesta. Typicky, malá časť molekuly enzýmu, v ktorom dva izolované zóny: viazanie a katalytické. Štruktúra aktívneho centrá, sú jednotlivé časti polypeptidového reťazca a kofaktory.

Celkom je tu prítomných asi 3000 rôznych enzýmov, ktoré sú rozdelené do 6 tried.
1. oxidoreduktázy, alebo redoxné enzýmy (dehydrogenázy, oxidázy, reduktázy, transhydrogenáza hydroxyláza). Katalyzujú oxidáciu alebo redukciu rôznych chemických látok.

2. transferázy. Zástupcovia tejto skupiny enzýmov katalyzujú prenos rôznych skupín z jednej molekuly na druhú, napr fosforylácii, transamináciou. Patrí medzi ne napríklad transaminázy.

3. Hydrolázy (peptidázy, esterázy, glykosidázy, fosfatázy). Tieto enzýmy rozkladajú bielkoviny, tuky a sacharidy hydrolýzou. Hrať zvlášť dôležitú úlohu pri trávení a jedlo technologických procesov.

4. lyázy. Katalyzujú reakciu štiepenie medzi atómami uhlíka C-C a O-C a C a N-Hal. Do tejto skupiny enzýmov zahŕňajú, napríklad, dekarboxylázy C02 molekula oddeliť od organických kyselín.

5. izomerázy (racemázu, epimeráza). Katalyzovať štrukturálne zmeny v rámci jednej molekuly organické zlúčeniny.

6. ligázu (syntetázy). Katalyzujú tvorbu C-O, C-S, C-N, C-C.

Okrem proteínov, medzi nekonečné rôznych chemických látok, z ktorých sa živé organizmy postavené, zvláštne miesto je obsadené iným typom biologických polymérov - nukleových kyselín. V úlohe monomérov pôsobí v tomto prípade nukleotidov. Nukleotidová sa skladá z troch častí: purínové alebo pyrimidínová báza, päť-uhlík cyklické uglevodaDstroenie sacharidy a vlastnosti sú popísané nižšie), `ktorá je základňa pripojená prostredníctvom jednej zo svojich atómov dusíka N-glykosidické väzby (vytvoreného nukleozidu) (fosfát a súvisiace esterovou väzbu s 5' sacharidov-uhlík.

Pri tvorbe nukleových kyselín môžu zahŕňať dve skupiny nukleotidov - ribonukleotidov a deoxyribonukleotidy. Prvá forma ribonukleová kyselina (RNA), druhý - DNA. V DNA, sú k dispozícii štyri typy nukleotidov, ktoré sa líšia iba dusíkaté bázy. Tieto bázy sú dve purín (Pu), - adenín (A) a guanín (G) - a dve pyrimidín (Py) - tymín (T) a cytozín (C). Charakteristickým rysom DNA je to, že jeho molekula obsahuje dva polymérne reťazce, stočené do dvojitej špirály (obrázok 2).

Každý reťazec - je pravidelným polymér, v ktorom sacharidové zvyšky dvoch susedných nukleotidov spojených prostredníctvom fosfátové skupiny. V tomto ohľade, vzdelávanie je vždy zúčastňuje 5`- fosfátu jedného nukleotidu a hydroxylu 3`- ďalšie. Preto je sacharid-fosfátového hlavného reťazca molekuly má pravidelnú štruktúru, vyznačujúci sa tým, 3`, 5`- fosfodiesterové väzby molekuly je najcitlivejší ako chemické a enzymatické štiepenie.

Na rozdiel od sacharidov-fosfát chrbticu, sekvencie purínových a pyrimidínových báz v reťazci, je veľmi nepravidelný, každý špecifický typ molekuly DNA, vyznačujúci sa tým konkrétne sekvenciu. Oba reťazce sú držané pohromade vodíkovými väzbami medzi pármi báz. Adenín vždy dvojica s tymín, guanín a cytozín - s. Prísne komplementarita spôsobuje párovanie špecifickosť, tj vzájomné prispôsobenie v sekvencií báz dvoch reťazcov.

Princíp komplementarity bola formulovaná a dokázal, D. Watson a Crick v 1953 zásade Rtot bol jedným z hlavných odkazov v ustavenie priestorovej štruktúry DNA, vytvorených z dvoch komplementárnych reťazcov. Takáto štruktúra sa nazýva duplexný. Princíp komplementarity slúži ako záložný informácie o jednom reťazci nukleotidov v sekvencii komplementárna k druhému obvodu.

Preto, v prípade, že dvaja rodičovskej duplexný sú oddelené reťazce, každý z nich je schopný riadiť výstavbu monomérov komplementárneho reťazca, čo vedie k rekonštrukcii dvoch duplex, ktoré sú identické s originálom. Avšak sekvencie nukleotidov v každom okruhu - to je len výkres pre vytváranie nových molekúl DNA. Pre vybudovanie novej obvody potrebujú dostatočnú zásobu monomérov, a špeciálne zariadenie, ktoré vykonáva následné pridávanie nových monomérov na rastúce polymérnej reťazec.

Tieto zariadenia sú enzýmy, tzv polymerázy DNA. Proces syntézy doplnkového dcérske reťazca DNA na jeden z obvodov sa nazýva rodičovskej replikácie. Po vzniku štruktúry DNA bola formulovaná predstavu genetického kódu, ktorá je, ako sú sekvencie DNA molekula aminokyseliny písaný naprogramovať svoje proteíny. Priamo zostavovanie proteínov z aminokyselín DNA nie je schopná kontrolovať.

To činí RNA, ktorá sa syntetizuje za pomoci DNA. RNA sa skladá zo štyroch nukleotidov, sú označené písmenami A, (zahrnutých RNA uracil miesto tymínu) G, C a U. Chemicky sú veľmi blízko k nukleotidům, ktoré tvoria DNA a udržiavať selektívne interakčnými partnermi. Syntéza nových molekúl RNA za použitia RNA polymerázy. Ten podporuje transkripcii, v ktorých DNA, príslušné časti, ktorá obsahuje informácie o konkrétnej sekvencii aminokyselín zodpovedá určitej sekvenciu kódovacích prvkov, vytvorených z ribonukleotidov. To znamená, že informácie vložené v molekule DNA sa prenáša pomocou špeciálneho činidla (messenger z angl. "posol" - messenger) - mRNA (messenger RNA, mRNA).

Nové polypeptidové reťazce sú syntetizované na špeciálne nadmolekulárnych štruktúr - ribozómov. Každý ribozóm obsahuje niekoľko molekuly RNA -ribosomnyh RNA (rRNA), a ďalšie proteíny. Syntéza proteínov nazývaných preklad na ribozómy. Ďalej mRNA a rRNA má tretí typ RNA - transport RNA (tRNA) - požadovaná účastníci preklad procesu. Replikácie, transkripcie a translácie - tri piliere procesu, ktorý je založený na všetkých dôležitých funkcií.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno