Hlavními chemickými složkami živých organismů. různé faktory

Video: Struktura a vlastnosti živých organismů. V obývacím se liší od není zhyvogo

Rozlišovat fyzikální (teplota, tlak, mechanických rázů, ultrazvuk a ionizujícího záření) a chemické (těžké kovy, kyseliny, alkálie, organická rozpouštědla, alkaloidy) faktory způsobující denaturaci. Všechny tyto techniky jsou široce používány v potravinářských technologií a biotechnologií. Opačný postup je renaturaci, tedy obnovení fyzikálních, chemických a biologických vlastností proteinu. Někdy stačí odstranit objekt denaturace. Renaturace je možné, pokud je ovlivněn primární strukturu.

Ve vodě proteiny tvoří koloidní roztoky. Tato řešení se vyznačují vysokou viskozitou, schopnost rozptylovat viditelné světelné paprsky. Koloidní částice neprojde přes polopropustnou membránu (celofán, koloidní filmu), protože jejich pórů menší koloidních částic. Nepropustná protein jsou veškeré biologické membrány. Tato vlastnost proteinových roztoků běžně používané v medicíně a chemii pro čištění proteinových preparátů z nečistot. Takový proces separace s názvem dialýzu.

Nejdůležitější vlastností proteinů je jejich schopnost vykazovat jak kyselé a zásadité vlastnosti, to znamená, že působí jako amfoterní elektrolyty. amfoterní vlastnosti je základem vlastností pufrů proteinů a jejich zapojení do regulace pH krve. Hodnota pH lidské krve a charakterizován stálosti je v 7,36-7,4 přes různé látky kyselé nebo bazické charakter pravidelně z potravy nebo jsou v metabolických procesů. V důsledku toho existují zvláštní mechanismy pro regulaci acidobazické rovnováhy vnitřního prostředí.

Proteiny se váží vodu, tj. vykazují hydrofilní vlastnosti. Když bobtnají, čímž se zvyšuje jejich hmotnost a objem. Schopnost proteinů bobtnat za vytvoření želé, stabilizaci suspenze a emulze z pěny, má velký význam v potravinářském průmyslu a biologie. Velmi pohyblivý želé konstruována především z molekul proteinů je cytoplasma - polotekuté obsah buňky. Vysoce hydratované želé - surový lepek extrahuje z pšeničné mouky, obsahuje až 65% vody.

Funkce proteinů jsou velmi rozmanité. To vše protein jako látka s definovanou chemickou strukturou provádí vysoce specializované funkce, a to jen v několika jednotlivých případech - několik vzájemně propojeny. Například dřeni nadledvin hormon epinefrin, vstupující do krve zvyšuje spotřebu kyslíku a krevní tlak, krevní cukr a stimuluje metabolismus, stejně jako mediátor nervového systému v studenokrevných živočichů.

Hlavní typy proteinů predstavdeny na následujícím obrázku:

Obr. 2. Hlavní typy proteinů

Podrobné vyšetření funkce proteinu ve značné míře překračuje rámec této příručky. Zastavit pouze pro funkci enzymatickou (katalytické množství). Četné biochemické reakce v živých organismech probíhat za mírných podmínek při teplotě blízké 40 ° C hodnoty a pH v blízkosti neutrální polohy. Za těchto podmínek se míra výskytu většiny reakcí jsou zanedbatelné, takže zvláštní biologické katalyzátory jsou vhodné pro jejich provádění jsou nezbytná - enzymy (fermentum - kvasinky) nebo enzymy (enzume - v kvasinkách).

Typicky, enzymy - je buď proteiny nebo proteinové komplexy s kovovými ionty kofaktorových nebo organické molekuly. Enzymy mají vysokou specificitu vzhledem k substrátu, tj, sloučeniny, která urychlují transformaci. Účinnost enzymů je zvláště závisí na několika faktorech: teplota (optimální teplota 30 až 50 ° C), v přítomnosti aktivátorů nebo inhibitorů, pH média. Kontakt enzymu se substrátem dochází prostřednictvím aktivního místa. Typicky, malá část molekuly enzymu, v němž dva izolované zóny: vázání a katalytické. Struktura aktivního centra, jsou jednotlivé části polypeptidového řetězce a kofaktory.

Celkem je zde přítomno asi 3000 různých enzymů, které jsou rozděleny do 6 tříd.
1. oxidoreduktázy, nebo redoxní enzymy (dehydrogenázy, oxidázy, reduktázy, transhydrogenáza hydroxyláza). Katalyzují oxidaci nebo redukci různých chemických látek.

2. transferázy. Zástupci této skupiny enzymů katalyzují přenos různých skupin z jedné molekuly na druhou, např fosforylaci, transaminaci. Patří mezi ně například transaminázy.

3. Hydrolázy (peptidázy, esterázy, glykosidázy, fosfatázy). Tyto enzymy rozkládají bílkoviny, tuky a sacharidy hydrolýzou. Hrát zvláště důležitou roli při trávení a jídlo technologických procesů.

4. lyázy. Katalyzují reakci štěpení mezi atomy uhlíku C-C a O-C a C a N-Hal. Do této skupiny enzymů zahrnují, například, dekarboxylázy C02 molekula oddělit od organických kyselin.

5. isomerasy (racemázu, epimeráza). Katalyzovat strukturální změny v rámci jedné molekuly organické sloučeniny.

6. Ligázy (syntetázy). Katalyzují tvorbu C-O, C-S, C-N, C-C.

Kromě proteinů, mezi nekonečné různých chemických látek, ze kterých se živé organismy postaveny, zvláštní místo je obsazené jiným typem biologických polymerů - nukleových kyselin. V roli monomerů působí v tomto případě nukleotidů. Nukleotidová se skládá ze tří částí: purinové nebo pyrimidinové báze, pět-uhlík cyklické uglevodaDstroenie sacharidy a vlastnosti jsou popsány níže), `která je základna připojena prostřednictvím jedné ze svých atomů dusíku N-glykosidické vazby (vytvořeného nukleosidu) (fosfát a související esterovou vazbu s 5` sacharidů-uhlík.

Při tvorbě nukleových kyselin mohou zahrnovat dvě skupiny nukleotidů - ribonukleotidů a deoxyribonukleotidů. První forma ribonukleová kyselina (RNA), druhý - DNA. V DNA, jsou k dispozici čtyři typy nukleotidů, které se liší pouze dusíkaté báze. Tyto báze jsou dvě purin (Pu), - adenin (A) a guanin (G) - a dvě pyrimidin (Py) - thymin (T) a cytosin (C). Charakteristickým rysem DNA je to, že jeho molekula obsahuje dva polymerní řetězce, stočené do dvojité šroubovice (obrázek 2).

Každý řetězec - je pravidelným polymer, ve kterém sacharidové zbytky dvou sousedních nukleotidů spojených prostřednictvím fosfátové skupiny. V tomto ohledu, vzdělávání je vždy účastní 5`- fosfátu jednoho nukleotidu a hydroxylu 3`- další. Proto je sacharid-fosfátového hlavního řetězce molekuly má pravidelnou strukturu, vyznačující se tím, 3`, 5`- fosfodiesterové vazby molekuly je nejcitlivější jak chemické a enzymatické štěpení.

Na rozdíl od sacharidů-fosfát páteř, sekvence purinových a pyrimidinových bází v řetězci, je velmi nepravidelný, každý specifický typ molekuly DNA, vyznačující se tím konkrétní sekvenci. Oba řetězce jsou drženy pohromadě vodíkovými vazbami mezi páry bází. Adenin vždy dvojice s thymin, guanin a cytosin - s. Přísné komplementarita způsobuje párování specifitu, tj vzájemné přizpůsobení v sekvencí bází dvou řetězců.

Princip komplementarity byla formulována a dokázal, D. Watson a Crick v 1953 zásadě Rtot byl jedním z hlavních odkazů v ustavení prostorové struktury DNA, vytvořených ze dvou komplementárních řetězců. Taková struktura se nazývá duplexní. Princip komplementarity slouží jako záložní informace o jednom řetězci nukleotidů v sekvenci komplementární k druhému obvodu.

Proto, v případě, že dva rodičovské duplexní jsou oddělené řetězce, každý z nich je schopen řídit výstavbu monomerů komplementárního řetězce, což vede k rekonstrukci dvou duplexů, které jsou identické s originálem. Avšak sekvence nukleotidů v každém okruhu - to je jen výkres pro vytváření nových molekul DNA. Pro vybudování nové obvody potřebují dostatečnou zásobu monomerů, a speciální zařízení, které provádí následné přidávání nových monomerů na rostoucí polymerní řetězec.

Tato zařízení jsou enzymy, tzv polymerázy DNA. Proces syntézy komplementárního dceřinné řetězce DNA na jeden z obvodů se nazývá rodičovské replikace. Po vzniku struktury DNA byla formulována představu genetického kódu, která je, jak jsou sekvence DNA molekula aminokyseliny psaný naprogramovat své proteiny. Přímo sestavování proteinů z aminokyselin DNA není schopna kontrolovat.

To činí RNA, která je syntetizován za pomoci DNA. RNA se skládá ze čtyř nukleotidů, jsou označeny písmeny A, (zahrnutých RNA uracil místo thyminu) G, C a U. Chemicky jsou velmi blízko k nukleotidům, které tvoří DNA a udržovat selektivní interakčními partnery. Syntéza nových molekul RNA za použití RNA polymerázy. Ten podporuje transkripci, v nichž DNA, odpovídající části, která obsahuje informace o konkrétní sekvenci aminokyselin odpovídá určité sekvenci kódovacích prvků, vytvořených z ribonukleotidů. To znamená, že informace vložené v molekule DNA se přenáší pomocí speciálního činidla (messenger z angl. "posel" - messenger) - mRNA (messenger RNA, mRNA).

Nové polypeptidové řetězce jsou syntetizovány na speciální nadmolekulárních struktur - ribozomů. Každý ribozom obsahuje několik molekuly RNA -ribosomnyh RNA (rRNA), a další proteiny. Syntéza proteinů nazývaných překlad na ribozomy. Dále mRNA a rRNA má třetí typ RNA - transport RNA (tRNA) - požadovaná účastníci překlad procesu. Replikace, transkripce a translace - tři pilíře procesu, který je založen na všech důležitých funkcí.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné