Glavni hemijskih komponenti živih organizama. različitih faktora

Video: Struktura i svojstva živih organizama. U dnevnoj se razlikuje od ne zhyvogo

Razlikovati fizički (temperatura, pritisak, mehaničkih udara, ultrazvuk i jonizujućeg zračenja) i kemijskih (teški metali, kiseline, lužine, organska otapala, alkaloide) faktori uzrokuju denaturacije. Sve ove tehnike su naširoko koristi u prehrambene tehnologije i biotehnologije. Obrnuta proces je renaturalizacije, odnosno obnovu fizičke, hemijske i biološke osobine proteina. Ponekad je dovoljno da uklonite denaturizacije objekta. Renaturalizacije je nemoguće ako je pogođena primarne strukture.

U vodi proteini čine koloidni rastvori. Ova rješenja se odlikuju visoke viskoznosti, sposobnost izazvati vidljive zrake svjetlosti. Koloidne čestice neće proći kroz polupropusnu membranu (celofan, koloidni sloj), jer im pore manje koloidne čestice. Nepropusne proteina su sve biološke membrane. Ova nekretnina protein rješenja obično se koristi u medicini i hemije za pročišćavanje proteina preparata iz nečistoća. Takav proces razdvajanja zove dijalizu.

Najvažnija imovina proteina je njihova sposobnost da izlažu i kisele i osnovna svojstva, to jest, da se ponašaju kao amfoterni elektroliti. amfoterni svojstva je osnova tampon svojstava proteina i njihovo uključivanje u regulaciji pH krvi. PH ljudske krvi i karakterizacija konstantnost je u roku od 7,36-7,4 uprkos raznih supstanci kiseli ili bazni karakter redovno iz hrane ili proizvedena u metaboličkim procesima. Shodno tome, postoje posebni mehanizmi za regulaciju acidobazne ravnoteže unutrašnje sredine.

Proteini vezuju vodu, i.e. pokazuju hidrofilna svojstva. Kada su nabubri, povećanje njihove mase i zapremine. Sposobnost proteina da nabubri da se formira želei, stabilizuje suspenzije i emulzije pjene je od velike važnosti u prehrambenoj industriji i biologije. Vrlo pokretne jelly izgrađena prvenstveno iz proteinskih molekula je citoplazmi - polu tečni sadržaj ćelije. Visoko hidrirani jelly - sirove gluten izvađen iz pšenično brašno, sadrži do 65% vode.

Funkcije proteina su vrlo raznolik. Sve ovo protein kao tvar sa definisanim hemijske strukture obavlja visoko specijaliziranih funkcija i to samo u nekoliko pojedinačnih slučajeva - nekoliko međusobno povezanih. Na primjer, nadbubrežne medule hormona epinefrina, ulazi u krv povećava potrošnju kisika i krvnog pritiska, šećera u krvi i stimulira metabolizam, kao i medijator nervnog sistema u hladnokrvne životinje.

Glavne vrste proteina predstavdeny na sljedećoj slici:

Sl. 2. Glavne vrste proteina

Detaljan pregled funkcija proteina ide daleko izvan okvira ovog priručnika. Stop samo za funkciju enzimskih (katalitičke). Brojne biokemijske reakcije u živim organizmima nastaviti pod blagim uvjetima pri temperaturama blizu 40 ° C i pH vrijednosti blizu neutralne. Pod ovim uvjetima stopu pojave najčešće reakcije su zanemarivi, tako poseban biološki katalizatori pogodan za njihovu realizaciju su neophodne - enzimi (fermentum - kvasca) ili enzimi (enzume - u kvasca).

Tipično, enzimi - je ili proteina ili proteinskih kompleksa s bilo kofaktor iona metala ili organski molekuli. Enzimi imaju visoku specifičnost u odnosu na podlogu, i.e., na jedinstvenu kaznu koju ubrzati transformaciju. Efikasnost enzima je posebno zavisi od nekoliko faktora: temperature (optimalna temperatura 30-50 ° C), prisustvo aktivatora ili inhibitora, pH medija. Kontakt enzima sa supstratom javlja kroz aktivnu stranice. Tipično, mali dio enzima molekula u kojoj dva izolovana zone: vezivanje i katalitičke. Struktura aktivnih centra su odvojeni dijelovi polipeptidni lanac i kofaktora.

Ukupno ima oko 3.000 različitih enzima, oni su podijeljeni u 6 klasa.
1. oksidoreduktaza, ili redoks enzima (Dehidrogenaze, oksidaze, reductases, transhydrogenase hidroksilaze). Oni katalizira oksidaciju ili redukciju različitih kemijskih supstanci.

2. Transferaze. Predstavnici ove grupe enzima katalizira prijenos različitih grupa od jednog molekula u drugu, npr fosforilacije, transaminacije. To uključuje, na primjer, transaminaze.

3. Hidrolaze (peptidaze, esteraza, glycosidases, fosfataza). Ovi enzimi razgrađuju proteine, masti i ugljikohidrata putem hidrolize. Igraju posebno važnu ulogu u varenju i u procesima prehrambene tehnologije.

4. liaza. Katalizirati reakcije rascjep između atoma ugljenika C-C i O-C i C i N- Hal. U ovu grupu enzima uključuje, na primjer, dekarboxilaze C02 molekula odvoji od organske kiseline.

5. izomeraze (racemase, epimeraze). Katalizirati strukturne promjene u roku od jednog molekula organskih jedinjenja.

6. ligaze (sintetaze). Katalizira formiranje C-O, C-S, C-N, C-C.

Osim proteina, među beskonačno različite kemijske tvari iz kojih se grade živih organizama, posebno mjesto zauzima drugu vrstu biološkog polimera - nukleinske kiseline. U ulozi monomera djelovati u ovom slučaju nukleotida. A nukleotid se sastoji od tri komponente: purinskih ili pirimidinskih baza, se razmatraju pet ugljen ciklički uglevodaDstroenie ugljikohidrata i svojstva ispod), `koja baza je povezana jedna od njegovih atoma azota N-glikozidne obveznica (formirana nukleozida) (fosfata i srodnih ester obveznica s 5` ugljenih hidrata-ugljen.

U formiranju nukleinskih kiselina može uključivati dvije skupine nukleotida - nukleotidi i deoxyribonucleotides. Prvi oblik ribonukleinske kiseline (RNK), a drugi - DNK. U DNK, postoje četiri vrste nukleotida, koji se razlikuju samo dušičnih baza. Ove baze su dva purina (PU) - adenin (A) i guanin (G) - i dva pirimidina (Py) - timin (T) i citozin (C). Karakteristično za DNK da je njegova molekula se sastoji od dva polimerni lanci, pospremio u dvostruku spiralu (Slika 2).

Svaki lanac - je redovan polimer u kojem ugljenim hidratima na ostatke dva susjedna nukleotida povezana putem fosfata grupa. U tom smislu, obrazovanje je uvijek prisustvovali 5`- fosfat jednog nukleotida i hidroksilne 3`- drugi. Stoga, ugljenih hidrata-fosfat okosnicu molekula ima pravilnu strukturu, pri čemu je najviše osjetljiv na oba kemijskih i enzimskih dekolte 3`, 5`- phosphodiester obveznica molekula.

Za razliku od ugljikohidrata-fosfat kičmu, redoslijed purinskih i pirimidinskih baza duž lanca je jako neregularno, svaku posebnu vrstu molekula DNK karakteriše određeni slijed. Su dva lanca drže zajedno vodikove veze između parova baza. Adenin uvijek parova sa timin i guanin - sa citozin. Stroge komplementarnost uzrokuje uparivanje specifičnost, i.e. uzajamno podudaranje u bazi sekvence dva lanca.

Princip komplementarnosti je formuliran i dokazao D. Watson i Crick 1953. principu rtot je bio jedan od glavnih karika u formiranju prostorne strukture DNK, izgrađena od dva komplementarna niti. Takva struktura se naziva duplex. Princip komplementarnosti pruža backup informacije na jednom lanca nukleotida u sekvenci komplementarne drugi krug.

Stoga, ako se dva roditeljska dupleks su odvojeni lanac, svaki od njih je u stanju upravljati izgradnju monomera komplementarnih Strand, što je rezultiralo u rekonstrukciju dva dupleksa koji su identični originalu. Međutim, slijed nukleotida u svakom od kola - to je samo crtež za stvaranje nove DNK molekule. Za izgradnju novog kola potreban odgovarajući dovod monomera, a poseban uređaj koji obavlja sekvencijalno dodavanje novih monomera u lancu raste polimera.

Ovi uređaji su enzimi zove DNA polimeraze. Proces sinteze komplementarnog kćeri DNK u jednom od krugova se zove roditeljski replikacije. Nakon uspostavljanja strukture DNK je formuliran ideja genetskog koda, koji je kako se sekvence DNK molekula aminokiselina pisani programirati svoje proteine. Direktno sklapanje proteina iz aminokiselina DNK ne kontroliše.

To čini RNK koji je sintetiziran uz pomoć DNK. RNK se sastoji od četiri nukleotida su označeni slovima A, G, C i U (RNK uracil umjesto timina uključen). Hemijski, oni su vrlo blizu nukleotida koji se DNK i održavanje selektivna interakcija partnera. Sintezu novog RNA molekula pomoću RNA polimeraze. Potonji promovira transkripciju u kojima DNK odgovara na dio koji sadrži informacije o određenom aminokiseline odgovara određeni slijed elemenata kodiranja, izgrađena nukleotidi. Dakle, informacije ugrađene u DNK molekula se prenosi pomoću posebnog agent (glasnika iz engleskog. "glasnik" - messenger) - mRNA (RNK, mRNA).

Novi polipeptidnih lanaca sintetiziraju se na posebnim supramolekulskih strukture - ribozome. Svaka Ribozom sadrži nekoliko RNK molekule -ribosomnyh RNA (rRNA) i druge proteine. Sintezu proteina pod nazivom prevod na ribozome. Osim toga mRNA i rRNA ima treći tip RNK - transport RNA (tRNA) - obavezna učesnika procesa prevođenja. Replikaciju, transkripciju i prijevod - tri stuba procesa, koja se temelji na bilo vitalne funkcije.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Udio u društvenim mrežama:

Povezani