Glavne kemijske sastavnice živih organizama. razni faktori

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

Razlikovati fizički (temperatura, tlak, mehaničkih utjecaja, ultrazvuk i ionizirajućeg zračenja) i kemijski (teški metali, kiseline, lužine, organska otapala, alkaloide) čimbenici koji uzrokuju denaturaciju. Sve ove tehnike su naširoko koristi u prehrambenoj tehnologiji i biotehnologiji. Obrnuti proces je renaturacije, odnosno obnove fizikalnih, kemijskih i bioloških svojstava proteina. Ponekad je dovoljno za uklanjanje denaturiranog objekt. Renaturacija je nemoguće ako je pod utjecajem primarnu strukturu.

U vodi proteini tvore koloidne otopine. Te otopine se odlikuju visokom viskoznošću, mogućnost raspršiti vidljive svjetlosne zrake. Koloidne čestice neće proći kroz polupropusnu membranu (celofan, koloidni film), budući da se pore manje koloidnih čestica. Nepropustan protein su svi biološke membrane. Ovo svojstvo proteinske otopine se obično koriste u medicini i kemiji za pročišćavanje proteinskih pripravaka od nečistoća. Takav proces naziva odvajanje dijalizu.

Najvažnije svojstvo proteina je njihova sposobnost da se pokazuju i kiselih i bazičnih svojstava, to jest, da djeluju kao amfoternih elektrolita. amfoterna svojstva je osnova puferskih svojstava proteina i sudjelovanja u regulaciju pH krvi. PH ljudske krvi i karakteriziran je postojanost u 7,36-7,4 unatoč različite tvari kisele ili bazične znak redovito iz hrane ili proizvedene u metaboličkim procesima. Prema tome, postoje posebni mehanizmi za regulaciju acidobazne ravnoteže unutarnjeg okoliša.

Proteini vežu vodu, odnosno pokazuju hidrofilna svojstva. Kad su nabubri, povećanje njihove mase i volumena. Sposobnost proteina da nabubri da nastane želea, stabilizaciju suspenzije i emulzije pjene je od velike važnosti u prehrambenoj industriji i biologije. Vrlo pomičan žele konstruirana prvenstveno iz proteinskih molekula je citoplazma - sadržaj Polukruti stanica. Visoko hidratizirani žele - sirovi gluten ekstrahirana iz pšeničnog brašna, da sadrži do 65% vode.

Funkcije proteina su vrlo raznolike. Sve ovo protein kao tvar s definiranom kemijskom strukturom obavlja visoko specijaliziranu funkciju i samo u nekoliko pojedinačnih slučajeva - nekoliko međusobno povezane. Na primjer, nadbubrežne žlijezde hormon epinefrin, ulazi u krv povećava potrošnju kisika i krvni tlak, razina šećera u krvi i stimulira metabolizam, kao i medijator živčanog sustava u hladnokrvnih životinja.

Glavne vrste proteina predstavdeny na sljedećoj slici:

Sl. 2. Glavne vrste proteina

Detaljni pregled funkcija proteina ide daleko izvan opsega ovog priručnika. Zaustaviti samo za enzimsku (katalitičko) funkciju. Brojne biokemijske reakcije u živim organizmima nastaviti pod blagim uvjetima pri temperaturi koja je blizu 40 ° C i pH vrijednosti blizu neutralne. Pod tim uvjetima stopa pojave većine pretvorbi su zanemarive, tako posebni biološki katalizatori pogodni za njihovu provedbu su potrebne - enzimi (fermentum - kvasca) ili enzimi (enzume - u kvascu).

Tipično, enzimi - je ili proteine ili proteinske komplekse s metalnim ionima bilo kofaktorima ili organske molekule. Enzimi imaju visoku specifičnost u odnosu na podlogu, tj na spoj koji se ubrzala transformaciju. Djelotvornost enzima osobito ovisi o nekoliko čimbenika: temperatura (30-50 ° optimalna temperatura C), uz prisustvo aktivatora ili inhibitora, pH medija. Kontakt enzima sa supstratom događa kroz aktivno mjesto. Tipično, mali dio molekule enzima u kojima dvije izolirane zone: vezivanje i katalitički. Struktura aktivnog središta su odvojeni dijelovi polipeptidnog lanca i kofaktora.

Ukupno ima oko 3000 različitih enzima, oni su podijeljeni u 6 klasa.
1. oksidoreduktaze, ili redoks enzimi (dehidrogenaze, oksidaze reduktaze, transhydrogenase hidroksilaza). Oni kataliziraju oksidaciju ili redukciju različitih kemijskih tvari.

2. transferaza. Predstavnici te skupine enzima katalizira prijenos različitih skupina od jedne molekule u drugi, na primjer, fosforilacija, transaminacija. To su, na primjer, transaminaze.

3. Hidrolaze (peptidaze, esteraze, fosfataze, glikozidaza). Ovi enzimi razgrađuju bjelančevine, masti i ugljikohidrata putem hidrolize. Igraju posebno važnu ulogu u probavi i prehrambeno-tehnološki procesi.

4. liaze. Kataliziraju reakciju cijepanja između ugljikovih atoma Ca i C-O-C i C i N-Hal. Da ova skupina enzima uključuje, na primjer, molekula dekarboksilaze C02 odvojiti od organskih kiselina.

5. izomeraze (racemizira, epimerase). Kataliziraju strukturne promjene u jednu molekulu organskog spoja.

6. ligaze (sintetaze). Kataliziraju tvorbu C-O, C-S, C-N, C-C.

Osim proteina, među beskrajnom raznih kemijskih tvari od kojih su izgrađeni živih organizama, posebno mjesto zauzima drugu vrstu bioloških polimera - nukleinskih kiselina. U ulozi monomera djeluju u ovom slučaju nukleotida. Nukleotidna se sastoji od tri komponente: baza purina ili pirimidina, a pet atoma ciklički uglevodaDstroenie ugljikohidrata i svojstva su u nastavku), `što baza je spojen s jednim od svojih atoma dušika N-glikozidnom vezom (dobivenog nukleozida) (fosfata i srodnih esterske veze sa 5` ugljikohidrate ugljik.

Formiranjem nukleinskih kiselina može uključivati dvije skupine nukleotida - ribonukleotida i deoksiribonukleotida. Prvi oblik ribonukleinske kiseline (RNK), pri čemu potonji - DNA. U DNK, postoje četiri vrste nukleotida koji se razlikuju samo dušične baze. Ove baze su dva purina (Pu) - adenin (A) i gvanin (G) - i dva pirimidina (Py) - timin (T) i citozina (C). Karakteristična značajka je da je njegova DNA molekula sadrži dvije polimerne lance, upredeni u dvostruke spirale (slika 2).

Svaki lanac - se redovito polimer u kojem ugljikohidratni ostaci dvaju susjednih nukleotida povezanih pomoću fosfatnih skupina. U tom smislu, obrazovanje je uvijek nazočni 5`- fosfata jednog nukleotida i hidroksilne 3`- drugi. Stoga, ugljikohidratni fosfat okosnica molekuli ima redovito strukture, naznačen time, da 3`, 5`- fosfodiesterski veza molekule je najosjetljiviji na oba kemijske i enzimskim cijepanje.

Za razliku od kostura ugljikohidrate fosfat, slijed purinskim i pirimidinskim bazama duž lanca vrlo nepravilnog, svaki od specifičnih tipova DNA molekule karakteriziran određeni slijed. Dva lanca drže zajedno pomoću vodikovih veza između parova baza. Adenin uvijek u paru s timina i gvanin - s citozin. Strogi komplementarnost uzrokuje uparivanja specifičnost, tj međusobnog uspoređivanja u bazičnih sekvence dvaju lanaca.

Načelo komplementarnosti se formuliraju i pokazao D. Watson i Crick 1953 principu rtot je jedan od glavnih veza u uspostavljanju prostorne strukture DNA, konstruirane od dva komplementarna vlakna. Takva struktura se naziva duplex. Načelo komplementarnosti omogućava zamjensku podatke o jednoj lanca nukleotida u sekvence komplementarne drugoj krug.

Stoga, ako se dva roditeljska dupleks se odvoje lanca, svaki od njih je u stanju upravljati gradnju monomera komplementarnom lancu, što rezultira rekonstrukciju dvaju parova koje su identične originalu. Međutim, sekvenca nukleotida u svakom od kruga - to je samo crtež za stvaranje novih molekula DNA. Za izgradnju nove krugovi trebaju adekvatnu opskrbu monomera i poseban uređaj koji obavlja postepenog dodavanja novih monomera u rastućem polimernom lancu.

Ovi uređaji su enzimi nazivaju DNA polimeraze. Postupak sinteze komplementarne kćeri DNK u jedan od krugova naziva roditeljski replikaciju. Nakon uspostave strukture DNA formulirana ideju genetičkog koda, koja je, kako sekvencije DNA molekula aminokiselina pisani su programirani na proteine. Sastavljanje izravno proteina iz amino kiselina DNA ne kontrolira.

To čini RNA koja se sintetizira uz pomoć DNK. RNA se sastoji od četiri nukleotida su označeni slovima A, G, C, te U (RNA uracil umjesto timin uključeno). Kemijski, oni su vrlo blizu nukleotida koji čine DNA i održavanje selektivne interakcije partnera. Sinteza novih molekula RNA pomoću RNA polimeraze. Potonji promovira transkripciju DNA u kojoj odgovara dijelu koji sadrži informacije o određenoj sekvenci aminokiselina odgovara određeni slijed elemenata kodiranja, izrađenih od ribonukleotida. Dakle, informacije ugrađen u DNA molekule prenose pomoću posebnog agenta (glasnika iz engleskog jezika. "glasnik" - glasnik) - mRNA (messenger RNA, mRNA).

Novi polipeptidni lanci su sintetizirani na posebnim supramolekularnih - ribosoma. Svaki ribosoma sadrži nekoliko RNA molekula -ribosomnyh RNA (rRNA) i druge proteine. Sinteza proteina zvanih prijevod na ribosoma. Nadalje mRNA i rRNA ima treću vrstu RNA - prijevoz RNA (tRNA) - potrebni sudionici procesa prevođenja. Replikacija, transkripcija i prijevod - tri stupa procesa, koji se temelji na bilo koji vitalnih funkcija.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan