المؤشرات.	الحمض النووي	الحمض النووي الريبي	اعبي التنس المحترفين
يجري في قفص	النواة، الميتوكوندريا، البلاستيدات.	النواة، الريبوسومات، الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء.	السيتوبلازم، النواة، الميتوكوندريا. البلاستيدات الخضراء.
تقع في القلب.	الكروماتين، الكروموسومات.	نوية.	كاريوبلازم.
بناء.	سلسلتان طويلتان من عديد النوكليوتيدات، ملتويتان حلزونيًا ومتعاكستان بالنسبة لبعضهما البعض.	سلسلة واحدة قصيرة من عديد النوكليوتيدات.	أحادي النوكليوتيد.
المونومرات.	ديوكسيريبونوكليوتيدات.	ريبونوكليوتيدات.	لا
تكوين النوكليوتيدات.	1) القاعدة النيتروجينية - A، G، C، T، 2) الكربوهيدرات - ديوكسيريبوز 3) بقايا حمض الفوسفوريك	1) قاعدة النيتروجين - A، G، C، U، 2) الكربوهيدرات - الريبوز 3) بقايا حمض الفوسفوريك	1) قاعدة النيتروجين - أ، 2) الكربوهيدرات 1 الريبوز 3) ثلاثة بقايا حمض الفوسفوريك
أنواع النيوكليوتيدات.	أدينيل (أ) غوانيليك (ز) سيتيديل (ج) ثيميديل (T)	أدينيل (أ) غوانيليك (ز) سيتيديل (ج) يوراسيل (U)	أدينيليك (أ)
ملكيات.	1) قابلة للتكرار أو النسخ (المضاعفة) وفق مبدأ التكامل (التكامل أو المراسلات)، أي. تكوين قديسي الهيدروجين بين A-T، G-C، 2) مستقر (لا يغير موقعه).	1) غير قادر على التضاعف، باستثناء فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، 2) قابل للتغير (يمر من النواة إلى السيتوبلازم).	نتيجة للتحلل المائي، يتم فصل بقايا حمض الفوسفوريك من ATP واحدًا تلو الآخر ويتم إطلاق الطاقة. ATP-ADP-AMP
المهام.	1) يخزن وينقل ويعيد إنتاج المعلومات الوراثية 2) ينظم النشاط الحيوي للخلية.	1) يشارك في التخليق الحيوي للبروتين أ) ينقل i-RNA وm-RNA المعلومات الوراثية من DNA إلى موقع تخليق البروتين، ب) يشكل r-RNA ريبوسومًا، ج) يجد t-RNA الأحماض الأمينية وينقلها إلى موقع تخليق البروتين. تخليق البروتين، 2) ج - يخزن الحمض النووي الريبوزي (RNA) المعلومات الوراثية للفيروس وينقلها ويعيد إنتاجها.	1) الطاقة.
الخصائص.	1) الحمض النووي النووي طويل ويرتبط بالبروتينات ويشكل كروموسومًا خطيًا. 2) الميتوكوندريا قصيرة ودائرية، وترتبط بالبروتينات وتشكل كروموسوم دائري. 3) في بدائيات النوى، يكون الحمض النووي مغلقًا في حلقة، ولا يرتبط بالبروتينات ولا يشكل كروموسومًا.	1) يوجد الحمض النووي الريبوزي المزدوج في بعض الفيروسات. 2) 5 أنواع من الحمض النووي الريبوزي: messenger RNA. الحمض النووي الريبي المرسال، الحمض النووي الريبوزي الريباسي، الحمض النووي الريبي الناقل، الحمض النووي الريبي الفيروسي	1) ترتبط بقايا حمض الفوسفوريك بروابط عالية الطاقة (عالية الطاقة). 2) جزيء ATP غير مستقر، ويتواجد لمدة تقل عن دقيقة واحدة، ويتم استعادته وتكسيره 2400 مرة في اليوم.

تكرار الحمض النووي، والشفرة الوراثية، وتنفيذ المعلومات الوراثية.

3.1. تكرار الحمض النووي. وبما أن الحمض النووي هو جزيء وراثي، لتحقيق هذه الخاصية، يجب عليه نسخ نفسه بدقة وبالتالي الحفاظ على المعلومات الموجودة في جزيء الحمض النووي الأصلي في شكل تسلسل معين من النيوكليوتيدات. يتم تحقيق ذلك من خلال عملية خاصة تسمى النسخ المتماثل أو التكرار.

تكرار- وهذا هو مضاعفة جزيء الحمض النووي. يعتمد النسخ المتماثل على قواعد إدوين تشارجاف (A+G=T+C)، أي. مجموع قواعد البيورين يساوي مجموع قواعد البيريميدين. يسمى المراسلات الصارمة للنيوكليوتيدات مع بعضها البعض في سلاسل الحمض النووي المقترنة بالتكامل (المتبادلة).

مراحل النسخ:

№	مراحل الاستنساخ.
	تعمل الإنزيمات الخاصة على فك الحلزون المزدوج لجزيء الحمض النووي وكسر الروابط الهيدروجينية بين السلاسل.
	يتحرك إنزيم بوليميراز DNA على طول سلسلة DNA واحدة من الكربون 3 إلى الكربون 5، ووفقًا لقاعدة التكامل (A-T، G-C)، يضيف النيوكليوتيدات المقابلة. وتسمى هذه السلسلة بالسلسلة الرائدة، ويحدث تضاعفها بشكل مستمر.
	يقع الشريط المتأخر الثاني بشكل عكسي للأول، ولا يمكن أن يتحرك بوليميريز الحمض النووي 1 إلا في اتجاه واحد من الكربون 3 إلى الكربون 5، وبالتالي، يتم نسخه في أجزاء منفصلة عندما يتفكك جزيء الحمض النووي. يتم خياطة الأجزاء معًا بواسطة إنزيمات خاصة - الأربطة وفقًا لمبدأ عدم التوازي.
	بعد التضاعف، يحتوي كل جزيء DNA على شريط "أم" وشريط ثانٍ "ابنة" تم تصنيعه حديثًا. ويسمى مبدأ التوليف هذا شبه المحافظ، أي. إحدى السلسلتين في جزيء DNA الجديد تكون "قديمة"، والثانية "جديدة".

الكود الجيني.

إن جزيء الوراثة، وهو الحمض النووي، لا يتميز فقط بالتضاعف الذاتي (النسخ المتماثل)، ولكن أيضًا بتشفير المعلومات باستخدام تسلسل محدد من النيوكليوتيدات. من المعروف أن الحمض النووي يتكون من أربعة أنواع من النيوكليوتيدات، أي أن المعلومات الموجودة في الحمض النووي تكتب بأربعة أحرف (A، T، G، C). الحسابات الرياضية تظهر ذلك

1. إذا استخدمنا نيوكليوتيدًا واحدًا، نحصل على 4 مجموعات مختلفة، 4<20.

2. إذا استخدمنا 2 نيوكليوتيدات، نحصل على 16 مجموعة مختلفة (4 2 = 16)، 16<20.

1. إذا استخدمنا 3 نيوكليوتيدات، نحصل على 64 مجموعة مختلفة (4 3 = 64)، 64> 20.

وبالتالي، فإن مجموعة من 3 نيوكليوتيدات ستكون كافية لتشفير 20 حمضًا أمينيًا. من بين 64 ثلاثة توائم محتملة، 61 ثلاثة توائم تشفر 20 من الأحماض الأمينية الأساسية الموجودة في البروتينات الخلوية، و3 توائم ثلاثية هي إشارات توقف أو إنهاءات توقف قراءة المعلومات.

تسمى مجموعات النيوكليوتيدات الثلاثة التي ترمز لأحماض أمينية محددة برمز الحمض النووي، أو الكود الجيني. حاليًا، تم فك الشفرة الجينية بالكامل، أي أنه من المعروف أي مجموعات ثلاثية من النيوكليوتيدات تشفر 20 حمضًا أمينيًا. باستخدام مزيج من ثلاثة نيوكليوتيدات، من الممكن تشفير أحماض أمينية أكثر مما هو ضروري لتشفير 20 حمضًا أمينيًا. اتضح أن كل حمض أميني يمكن تشفيره بعدة توائم، باستثناء الميثيونين والتريبتوفان. يمكن أن تنتمي الأحماض الأمينية التي تشكل البروتينات الطبيعية إلى مجموعات مختلفة: الأحماض غير الأساسية (E)، والأحماض الأساسية (E).

الكود الجينيهو نظام لتسجيل المعلومات الوراثية في الحمض النووي على شكل تسلسل محدد من النيوكليوتيدات (أو طريقة لتسجيل تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين باستخدام النيوكليوتيدات).

للشفرة الوراثية عدة خصائص (7 خصائص).

التركيب الكيميائي للخلية
موضوع:
"الأحماض النووية: الحمض النووي
الحمض النووي الريبي. ايه تي اف"
مهام:
توصيف الأحماض النووية
أنواع NK، وتوطينها في الخلية، والبنية،
المهام.
بناء المعرفة حول الهيكل والوظائف
اعبي التنس المحترفين.

الأحماض النووية (نا)
وتشمل الأحماض النووية
مركبات البوليمر عالية,
تشكيل البيورين و
قواعد البيريميدين، البنتوز و
حمض الفسفوريك. النووية
تحتوي الأحماض على C وH وO وP وN.
هناك فئتان من الأحماض النووية
الأحماض: الأحماض الريبية النووية
(RNA) الذي يحتوي على سكر الريبوز
(C5H10O5) والريبون النووي منقوص الأكسجين
الأحماض (DNA) التي تحتوي على السكر
ديوكسيريبوز (C5H10O4).
تكمن أهمية الأحماض النووية للكائنات الحية
ضمان تخزين وبيع ونقل الوراثة
معلومة.
الحمض النووي موجود في النواة والميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء - مخزنة
المعلومات الجينية. تم العثور على الحمض النووي الريبي (RNA) أيضًا في السيتوبلازم وفي
المسؤولة عن التخليق الحيوي للبروتين.

الأحماض النووية (نا)
جزيئات الحمض النووي هي بوليمرات
التي مونومراتها
تم تشكيل ديوكسيريبونوكليوتيدات
بقايا الطعام:
1. حمض الفوسفوريك.
2. ديوكسيريبوز.
3. القاعدة النيتروجينية ( البيورين -
الأدينين أو الجوانين أو بيريميدين -
الثايمين، السيتوزين).
نموذج ثلاثي الأبعاد للمكانية
بنية جزيء DNA على شكل مزدوج
تم اقتراح اللولب في عام 1953.
عالم الأحياء الأمريكي ج. واتسون و
الفيزيائي الإنجليزي ف. كريك. من اجلك
الأبحاث التي تم منحهم إياها
جائزة نوبل.

الأحماض النووية (نا)
اكتشف J. Watson و F. Crick تقريبًا التركيب الكيميائي للجين.
يضمن الحمض النووي تخزين وتنفيذ ونقل الوراثة
معلومة.

الأحماض النووية (نا)
E. Chargaff، بعد أن فحص ضخمة
عدد عينات الأنسجة و
أجهزة الكائنات الحية المختلفة ،
كشفت ما يلي
نمط:
في أي جزء من الحمض النووي
محتوى بقايا الجوانين
يتطابق دائمًا تمامًا
محتوى السيتوزين والأدينين
- تيمين.
وكان يسمى هذا الموقف
"قواعد شارجاف":
أ+ز
أ = ت؛ ز = ج
أو --- = 1
ج+ت

الأحماض النووية (نا)
جي واتسون وإف كريك
استفاد من هذه القاعدة
عند بناء نموذج الجزيء
الحمض النووي. الحمض النووي هو
الحلزون المزدوج. جزيئه
تشكلت من قبل اثنين
سلاسل متعددة النوكليوتيدات,
صديق ملتوي حلزونيا
بالقرب من صديق، ومعا حولها
محور وهمي.
قطر الحلزون المزدوج DNA - 2
نانومتر، درجة اللولب المشترك، والتي
هناك 10 أزواج من النيوكليوتيدات -
3.4 نانومتر. طول الجزيء - يصل إلى
عدة سنتيمترات.
الوزن الجزيئي هو
عشرات ومئات الملايين. في القلب
إجمالي طول الحمض النووي للخلايا البشرية
حوالي 1 - 2 م.

الأحماض النووية (نا)
القواعد النيتروجينية لها بنية دورية تحتوي على
والتي تتضمن مع ذرات الكربون ذرات عناصر أخرى،
وخاصة النيتروجين . لوجود ذرات النيتروجين في هذه المركبات
يطلق عليهم اسم النيتروجين، ومنذ ذلك الحين لديهم
الخصائص القلوية - القواعد. القواعد النيتروجينية
تنتمي الأحماض النووية إلى فئتي البيريميدين والبيورينات.

خصائص الحمض النووي
نتيجة لرد فعل التكثيف
القاعدة النيتروجينية والديوكسيريبوز
يتم تشكيل النيوكليوسيد.
أثناء رد فعل التكثيف بين
النيوكليوسيد وحمض الفوسفوريك
يتم تشكيل النوكليوتيدات.
أسماء النيوكليوتيدات تختلف عن
أسماء القواعد المقابلة.
وعادة ما يتم تعيين كلاهما
بالأحرف الكبيرة (A,T,G,C):
الأدينين – الأدينيل. الجوانين –
جوانيل. السيتوزين – سيتيديل.
الثايمين - نيوكليوتيدات الثيميديل.

خصائص الحمض النووي
سلسلة واحدة من النيوكليوتيدات
تتشكل نتيجة لذلك
تفاعلات التكثيف
النيوكليوتيدات.
علاوة على ذلك، بين الكربون 3 بوصة
سكر واحد متبقي
النيوكليوتيدات والبقايا
حمض الفوسفوريك من نوع آخر
يحدث فوسفوديستر
اتصال.
نتيجة ل،
غير متفرع
سلاسل عديد النوكليوتيدات. واحد
نهاية سلسلة متعدد النوكليوتيدات
ينتهي بكربون 5 بوصة (
يسمى الطرف 5 بوصة، والآخر هو الكربون 3 بوصة (النهاية 3 بوصة).

10.

خصائص الحمض النووي

11.

خصائص الحمض النووي
ضد شريط واحد من النيوكليوتيدات
تقع الدائرة الثانية.
سلاسل عديد النوكليوتيدات في جزيء DNA
ابقوا قريبين من بعضكم البعض
بسبب ظهور الهيدروجين
الروابط بين القواعد النيتروجينية
النيوكليوتيدات الموجودة في بعضها البعض
ضد صديق.
يقوم على مبدأ التفاعل التكاملي بين الأزواج
القواعد: ضد الأدينين - الثيمين على سلسلة أخرى، وضد الجوانين سايتوسين على أخرى، أي أن الأدينين مكمل للثايمين وبين
لديهم رابطتين هيدروجينيتين، والجوانين - السيتوزين (ثلاث روابط هيدروجينية
مجال الاتصالات).
التكامل هو قدرة النيوكليوتيدات على
اتصال انتقائي مع بعضها البعض.

12.

خصائص الحمض النووي

13.

خصائص الحمض النووي
خيوط الحمض النووي غير متوازية
(متعدد الاتجاهات) أي ضد
نهاية 3 "لسلسلة واحدة هي نهاية 5" للأخرى.
تواجه محيط الجزيء
سكر الفوسفات الأساسي. داخل
الجزيئات نيتروجينية مقلوبة
أسباب.
واحدة من الخصائص الفريدة
جزيء الحمض النووي هو لها
النسخ المتماثل - القدرة على
الاستنساخ الذاتي - التكاثر
نسخ طبق الأصل من الجزيء الأصلي.

14.

15.

تكرار الحمض النووي
بفضل هذه القدرة
يتم تنفيذ جزيئات الحمض النووي
انتقال وراثي
المعلومات من الخلية الأم
البنات أثناء الانقسام.
عملية التضاعف الذاتي للجزيء
يسمى الحمض النووي النسخ المتماثل.
النسخ المتماثل عملية معقدة
المضي قدما بمشاركة الانزيمات
(بوليميرات الحمض النووي وغيرها) و
ديوكسيريبونوكليوسيد ثلاثي الفوسفات.
يتم تنفيذ النسخ المتماثل
بطريقة شبه محافظة إذن
هناك كل شريط من الحمض النووي يبرز فيه
دور المصفوفة، وفقا لهذا المبدأ
يجري استكمال التكامل
سلسلة جديدة. وهكذا، في
كل DNA ابنة لديه شريط واحد
هو الأم، والثاني هو
توليفها حديثا.

16.

تكرار الحمض النووي
في شريط الحمض النووي للأم
مضاد للتوازي. بوليميرات الحمض النووي قادرة
التحرك في واحدة
الاتجاه - من نهاية 3 بوصة إلى نهاية 5 بوصة، المبنى
سلسلة طفل
مضاد للتوازي - من 5 "إلى
3" نهاية.
ولذلك، بوليميراز الحمض النووي
بشكل متواصل
التحركات في
الاتجاه 3 "→ 5"
سلسلة واحدة، التوليف
بنت هذه السلسلة
تسمى الرائدة.

17.

تكرار الحمض النووي
بوليميريز الحمض النووي الأخرى
يتحرك على طول سلسلة أخرى في
الجانب العكسي (أيضًا في
الاتجاه 3"→5")،
توليف الابنة الثانية
سلسلة في شظايا (
تسمى شظايا
أوكازاكي)، الذي بعد
اكتمال النسخ المتماثل
يتم خياطةها معًا بواسطة الأربطة في قطعة واحدة
سلسلة. تسمى هذه السلسلة
متخلفة.
وهكذا، على السلسلة 3"-5"
النسخ المتماثل مستمر
وعلى السلسلة 5 "-3" - بشكل متقطع.

18.

19. خصائص الحمض النووي الريبي

جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) هي بوليمرات
التي مونومراتها
الريبونوكليوتيدات التي تتكون من: بقايا
سكر خماسي الكربون - ريبوز؛ الباقي
إحدى القواعد النيتروجينية : البيورين -
الأدينين، جوانين. بيريميدين - اليوراسيل،
السيتوزين. بقايا حمض الفوسفوريك.

20. خصائص الحمض النووي الريبي

جزيء الحمض النووي الريبي هو
متعدد النوكليوتيدات غير المتفرعة ذلك
قد يكون لها هيكل أساسي -
تسلسل النيوكليوتيدات، ثانوي
– تشكيل الحلقات بسبب الاقتران
النيوكليوتيدات التكميلية، أو
الهيكل الثالث – التعليم
هيكل مدمج بسبب
تفاعلات المناطق الحلزونية
هيكل ثانوي.

21.

خصائص الحمض النووي الريبي
نتيجة تفاعل تكثيف قاعدة نيتروجينية مع السكر
يشكل الريبوز ريبونوكليوسيد أثناء تفاعل التكثيف
يشكل النيوكليوسيد مع حمض الفوسفوريك ريبونوكليوتيد.
أسماء النيوكليوتيدات: البيورين (ثنائية الحلقة) - الأدينيل،
جوانيل، بيريميدين - يوريديل وسيتيديل.

22. خصائص الحمض النووي الريبي

23.

خصائص الحمض النووي الريبي
نيوكليوتيدات RNA أثناء التفاعل
شكل التكثيف
سندات استر، لذلك
يتم تشكيل عديد النوكليوتيدات
سلسلة.

24. خصائص الحمض النووي الريبي

على عكس الحمض النووي، عادة ما يكون جزيء الحمض النووي الريبي
لا يتكون من اثنين، بل من واحد
سلسلة بولي نيوكليوتيد. ومع ذلك، لها
النيوكليوتيدات قادرة أيضًا على التشكل
روابط الهيدروجين مع بعضها البعض، ولكن هذا
الاتصالات داخل السلاسل وليس بين السلاسل
النيوكليوتيدات التكميلية. خيوط الحمض النووي الريبي
أقصر بكثير من خيوط الحمض النووي.
معلومات حول بنية جزيء RNA
مدمجة في جزيئات الحمض النووي. توليف الجزيئات
يحدث الحمض النووي الريبي (RNA) على قالب الحمض النووي (DNA) بالمشاركة
إنزيمات بوليميراز RNA وتسمى
النسخ. إذا كان محتوى الحمض النووي في
الخلية ثابتة نسبيًا إذن
يتقلب محتوى الحمض النووي الريبي (RNA) بشكل كبير.
أكبر كمية من الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الخلايا
لوحظ أثناء تخليق البروتين.

25.

خصائص الحمض النووي الريبي

26. خصائص الحمض النووي الريبي

محتوى الحمض النووي الريبي في أي
الخلايا أعلى بـ 5-10 مرات
محتوى الحمض النووي. موجود
ثلاث فئات رئيسية
الأحماض الريبية النووية:
معلومة
(قالب) الحمض النووي الريبي - مرنا (5٪)؛
نقل الحمض النووي الريبي - الحمض الريبي النووي النقال
(10%);
الحمض النووي الريبي الريباسي - الرنا الريباسي
(85%).
توفر جميع أنواع الحمض النووي الريبوزي (RNA).
التخليق الحيوي للبروتين.

27. خصائص الحمض النووي الريبي

رسول الحمض النووي الريبي.
الأكثر تنوعا
الحجم والاستقرار
فصل. كل منهم
ناقلات الوراثة
المعلومات من النواة إلى
السيتوبلازم. هم يخدمون
مصفوفة للتوليف
جزيئات البروتين، لأن
تحديد الحمض الأميني
التبعية
الهيكل الأساسي
جزيء البروتين.
حسابات mRNA تصل إلى
5% من إجمالي المحتوى
الحمض النووي الريبي لكل خلية، حوالي 30.000
النيوكليوتيدات.

28. خصائص الحمض النووي الريبي

نقل الحمض النووي الريبي
تحتوي على جزيئات النقل RNA
عادة 76-85 النيوكليوتيدات ولها
البنية الثلاثية، حصة الحمض النووي الريبوزي (tRNA).
يمثل ما يصل إلى 10٪ من إجمالي المحتوى
الحمض النووي الريبي في الخلية.
الوظائف: توصيل الأحماض الأمينية إلى
موقع تخليق البروتين، الريبوسومات.
تحتوي الخلية على أكثر من 30 نوعًا من الحمض الريبي النووي النقال (tRNA).
كل نوع من الحمض الريبي النووي النقال لديه خاصية مميزة فقط
لأنه تسلسل من النيوكليوتيدات.
ومع ذلك، فإن جميع الجزيئات لها عدة
مكمل داخل الجزيئات
المناطق، وذلك بفضل وجود كل شيء
الحمض الريبي النووي النقال لديه بنية التعليم العالي
على شكل ورقة البرسيم.

29. خصائص الحمض النووي الريبي

30. خصائص الحمض النووي الريبي

الريبوسوم RNA.
حصة الريبوسوم RNA
(rRNA) يمثل 80-85٪ من
إجمالي محتوى الحمض النووي الريبي (RNA).
خلية، تتكون من 3000 – 5000
النيوكليوتيدات.
الريبوسومات السيتوبلازمية
تحتوي على 4 جزيئات مختلفة
الحمض النووي الريبي. في الوحدة الفرعية الصغيرة هناك واحد
جزيء كبير - ثلاثة
جزيئات الحمض النووي الريبي. في الريبوسوم
حوالي 100 جزيء بروتين.

31.

خصائص الـATP
حمض الأدينوسين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) هو ناقل عالمي
ومراكم الطاقة الرئيسي في الخلايا الحية. ATP موجود في
جميع خلايا النباتات والحيوانات. كمية ATP تتقلب و
المتوسط ​​هو 0.04% (لكل وزن رطب للخلية).

32.

خصائص الـATP
في الخلية، يتم استهلاك جزيء ATP خلال دقيقة واحدة بعد ذلك
تعليمها. لدى الشخص كمية من ATP تساوي وزن جسمه.
يتم تشكيلها وتدميرها كل 24 ساعة.

33.

خصائص الـATP
ATP هو نيوكليوتيد يتكون من البقايا
القاعدة النيتروجينية (الأدينين) والسكر (الريبوز) والفوسفور
الأحماض. على عكس النيوكليوتيدات الأخرى، لا يحتوي ATP على واحد فقط، بل
ثلاثة بقايا حمض الفوسفوريك.

34.

خصائص الـATP
يشير ATP إلى المواد عالية الطاقة - المواد
تحتوي على كمية كبيرة من الطاقة في روابطها.
ATP هو جزيء غير مستقر: عند التحلل المائي للبقايا الطرفية
يتم تحويل حمض الفوسفوريك ATP إلى ADP (الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك
حمض)، ويتم إطلاق 30.6 كيلوجول من الطاقة.

35.

خصائص الـATP
يمكن أيضًا أن يخضع ADP للتحلل لتكوين AMP
(حمض الأدينوزين أحادي الفوسفوريك). انتاج الطاقة الحرة في
يبلغ انقسام بقايا الطرف الثاني حوالي 30.6 كيلوجول.

36.

خصائص الـATP
ويصاحب القضاء على المجموعة الفوسفاتية الثالثة
إطلاق 13.8 كيلوجول فقط. وهكذا، ATP لديه اثنين
اتصالات ماكرو.

ما هي الحمض النووي والحمض النووي الريبي؟ وما هي وظائفها وأهميتها في عالمنا؟ مما تتكون وكيف تعمل؟ هذا وأكثر تمت مناقشته في المقال.

ما هو الحمض النووي والحمض النووي الريبي

العلوم البيولوجية التي تدرس مبادئ تخزين وتنفيذ ونقل المعلومات الوراثية، وهيكل ووظائف البوليمرات الحيوية غير النظامية تنتمي إلى البيولوجيا الجزيئية.

البوليمرات الحيوية، هي مركبات عضوية عالية الجزيئية تتشكل من بقايا النيوكليوتيدات، وهي أحماض نووية. يقومون بتخزين معلومات حول كائن حي، وتحديد تطوره ونموه ووراثته. وتشارك هذه الأحماض في التخليق الحيوي للبروتين.

هناك نوعان من الأحماض النووية الموجودة في الطبيعة:

• الحمض النووي - منقوص الأكسجين.
• الحمض النووي الريبي (RNA) هو ريبونوكلي.

تم إخبار العالم عن ماهية الحمض النووي في عام 1868، عندما تم اكتشافه في نواة خلية الكريات البيض والحيوانات المنوية في سمك السلمون. وتم العثور عليها لاحقًا في جميع الخلايا الحيوانية والنباتية، وكذلك في البكتيريا والفيروسات والفطريات. في عام 1953، قام جي واتسون وإف كريك، نتيجة للتحليل الهيكلي بالأشعة السينية، ببناء نموذج يتكون من سلسلتين بوليمرتين ملتويتين في حلزوني حول بعضهما البعض. وفي عام 1962، حصل هؤلاء العلماء على جائزة نوبل لاكتشافهم.

حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين

ما هو الحمض النووي؟ هذا حمض نووي يحتوي على النمط الجيني للفرد وينقل المعلومات عن طريق الميراث والتكاثر الذاتي. ونظرًا لأن هذه الجزيئات كبيرة جدًا، فهناك عدد كبير من تسلسلات النيوكليوتيدات المحتملة. ولذلك، فإن عدد الجزيئات المختلفة يكاد يكون لا نهائيا.

هيكل الحمض النووي

هذه هي أكبر الجزيئات البيولوجية. يتراوح حجمها من الربع في البكتيريا إلى أربعين ملليمترًا في الحمض النووي البشري، وهو أكبر بكثير من الحد الأقصى لحجم البروتين. وهي تتألف من أربعة مونومرات، المكونات الهيكلية للأحماض النووية - النيوكليوتيدات، والتي تشمل قاعدة نيتروجينية، وبقايا حمض الفوسفوريك وديوكسيريبوز.

تحتوي القواعد النيتروجينية على حلقة مزدوجة من الكربون والنيتروجين - البيورينات، وحلقة واحدة - البيريميدين.

البيورينات هي الأدينين والجوانين، والبيريميدين هي الثايمين والسيتوزين. يتم تحديدها بأحرف لاتينية كبيرة: A، G، T، C؛ وفي الأدب الروسي - باللغة السيريلية: A، G، T، Ts. باستخدام رابطة هيدروجينية كيميائية، يتواصلون مع بعضهم البعض، مما يؤدي إلى ظهور الأحماض النووية.

في الكون، الحلزون هو الشكل الأكثر شيوعا. لذا فإن بنية جزيء الحمض النووي تحتوي أيضًا على ذلك. سلسلة البولينوكليوتيدات ملتوية مثل الدرج الحلزوني.

يتم توجيه السلاسل الموجودة في الجزيء بشكل معاكس عن بعضها البعض. اتضح أنه إذا كان الاتجاه في سلسلة واحدة من النهاية 3 بوصة إلى النهاية 5، فإن الاتجاه في السلسلة الأخرى سيكون عكس ذلك - من النهاية 5 بوصة إلى النهاية 3.

مبدأ التكامل

يتم ربط الشريطين في جزيء بواسطة قواعد نيتروجينية بحيث يرتبط الأدينين بالثايمين، والجوانين مع السيتوزين فقط. تحدد النيوكليوتيدات المتتالية في إحدى السلسلة السلسلة الأخرى. هذه المراسلة، التي تكمن وراء ظهور جزيئات جديدة نتيجة للتضاعف أو التضاعف، أصبحت تسمى التكاملية.

وتبين أن عدد نيوكليوتيدات الأدينيل يساوي عدد نيوكليوتيدات الثيميديل، ونيوكليوتيدات الجوانيل تساوي عدد نيوكليوتيدات سيتيديل. أصبحت هذه المراسلات تُعرف باسم قاعدة شارجاف.

تكرار

إن عملية التكاثر الذاتي، التي تحدث تحت سيطرة الإنزيمات، هي الخاصية الرئيسية للحمض النووي.

يبدأ كل شيء بتفكيك الحلزون بفضل إنزيم بوليميراز الحمض النووي. بعد أن يتم كسر الروابط الهيدروجينية، يتم تصنيع سلسلة ابنة في أحدهما والآخر، المادة التي تتكون منها هي النيوكليوتيدات الحرة الموجودة في النواة.

كل شريط DNA هو قالب لشريط جديد. ونتيجة لذلك، يتم الحصول على جزيئين أصليين متطابقين تمامًا من أحدهما. في هذه الحالة، يتم تصنيع خيط واحد كخيط مستمر، والآخر مجزأ أولاً، ثم يتم ربطه فقط.

جينات الحمض النووي

يحمل الجزيء جميع المعلومات المهمة عن النيوكليوتيدات ويحدد موقع الأحماض الأمينية في البروتينات. يقوم الحمض النووي للإنسان وجميع الكائنات الحية الأخرى بتخزين معلومات حول خصائصه، ويمررها إلى أحفاده.

جزء منه عبارة عن جين - مجموعة من النيوكليوتيدات التي تشفر المعلومات حول البروتين. تشكل مجمل جينات الخلية النمط الجيني أو الجينوم.

توجد الجينات في قسم معين من الحمض النووي. وهي تتكون من عدد معين من النيوكليوتيدات التي يتم ترتيبها في مزيج متسلسل. وهذا يعني أن الجين لا يمكنه تغيير مكانه في الجزيء، وأنه يحتوي على عدد محدد جدًا من النيوكليوتيدات. تسلسلهم فريد من نوعه. على سبيل المثال، يتم استخدام أمر واحد لإنتاج الأدرينالين، وآخر للأنسولين.

بالإضافة إلى الجينات، يحتوي الحمض النووي على تسلسلات غير مشفرة. إنها تنظم وظيفة الجينات، وتساعد الكروموسومات، وتحدد بداية ونهاية الجين. لكن دور معظمهم لا يزال مجهولا اليوم.

حمض النووي الريبي

يشبه هذا الجزيء في نواحٍ عديدة حمض الديوكسي ريبونوكلييك. ومع ذلك، فهي ليست كبيرة مثل الحمض النووي. ويتكون الحمض النووي الريبي (RNA) أيضًا من أربعة أنواع من النيوكليوتيدات البوليمرية. ثلاثة منها تشبه الحمض النووي، ولكن بدلاً من الثايمين تحتوي على اليوراسيل (U أو U). وبالإضافة إلى ذلك، يتكون الحمض النووي الريبي (RNA) من الكربوهيدرات - الريبوز. والفرق الرئيسي هو أن الحلزون لهذا الجزيء منفرد، على عكس الحلزون المزدوج في الحمض النووي.

وظائف الحمض النووي الريبي

تعتمد وظائف الحمض النووي الريبوزي على ثلاثة أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي (RNA).

تنقل المعلومات المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى السيتوبلازم في النواة. ويسمى أيضا المصفوفة. هذه سلسلة مفتوحة يتم تصنيعها في النواة باستخدام إنزيم بوليميراز RNA. على الرغم من أن نسبته في الجزيء منخفضة للغاية (من ثلاثة إلى خمسة بالمائة من الخلية)، إلا أن لها الوظيفة الأكثر أهمية - وهي العمل كمصفوفة لتخليق البروتينات، والإبلاغ عن بنيتها من جزيئات الحمض النووي. يتم تشفير بروتين واحد بواسطة حمض نووي محدد، وبالتالي فإن قيمتهما العددية متساوية.

يتكون نظام الريبوسوم بشكل رئيسي من حبيبات السيتوبلازم - الريبوسومات. يتم تصنيع R-RNAs في النواة. أنها تمثل ما يقرب من ثمانين في المئة من الخلية بأكملها. يمتلك هذا النوع بنية معقدة، حيث يشكل حلقات على أجزاء مكملة، مما يؤدي إلى التنظيم الذاتي الجزيئي في جسم معقد. من بينها، هناك ثلاثة أنواع في بدائيات النوى، وأربعة في حقيقيات النوى.

يعمل النقل بمثابة "محول"، حيث يقوم بترتيب الأحماض الأمينية لسلسلة البولي ببتيد بالترتيب المناسب. في المتوسط، يتكون من ثمانين النيوكليوتيدات. تحتوي الخلية، كقاعدة عامة، على ما يقرب من خمسة عشر في المئة. وهي مصممة لنقل الأحماض الأمينية إلى مكان تصنيع البروتين. هناك من عشرين إلى ستين نوعًا من نقل الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلية. لديهم جميعا تنظيم مماثل في الفضاء. يكتسبون بنية تسمى ورقة البرسيم.

معنى الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA).

عندما تم اكتشاف الحمض النووي، لم يكن دوره واضحا. وحتى اليوم، وعلى الرغم من الكشف عن المزيد من المعلومات، إلا أن بعض الأسئلة لا تزال دون إجابة. وبعضها ربما لم تتم صياغته بعد.

الأهمية البيولوجية المعروفة للحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) هي أن الحمض النووي ينقل المعلومات الوراثية، ويشارك الحمض النووي الريبي (RNA) في تخليق البروتين وترميز بنية البروتين.

ومع ذلك، هناك إصدارات أن هذا الجزيء مرتبط بحياتنا الروحية. ما هو الحمض النووي البشري بهذا المعنى؟ أنه يحتوي على كافة المعلومات عنه، ونشاط حياته والوراثة. يعتقد الميتافيزيقيون أن تجربة الحياة الماضية، ووظائف استعادة الحمض النووي، وحتى طاقة الذات العليا - الخالق، الله، موجودة فيها.

وفي رأيهم أن السلاسل تحتوي على رموز تتعلق بجميع جوانب الحياة بما في ذلك الجانب الروحي. لكن بعض المعلومات، على سبيل المثال، حول استعادة الجسم، تقع في بنية بلورة الفضاء متعدد الأبعاد الموجود حول الحمض النووي. إنه يمثل الاثني عشر وجهًا وهو ذاكرة كل قوى الحياة.

نظرًا لحقيقة أن الشخص لا يثقل كاهل نفسه بالمعرفة الروحية، فإن تبادل المعلومات في الحمض النووي مع القشرة البلورية يحدث ببطء شديد. بالنسبة للشخص العادي، فهو خمسة عشر بالمائة فقط.

ومن المفترض أن هذا تم على وجه التحديد لتقصير حياة الإنسان والهبوط إلى مستوى الازدواجية. وبالتالي، يزداد الدين الكرمي للشخص، ويتم الحفاظ على مستوى الاهتزاز اللازم لبعض الكيانات على الكوكب.

الكربوهيدرات- وهي مركبات عضوية تشمل الكربون والهيدروجين والأكسجين. تنقسم الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية وثنائية وعديدة السكاريد.

السكريات الأحادية هي سكريات بسيطة تتكون من 3 ذرات C أو أكثر وهي السكريات الأحادية: الجلوكوز والريبوز وديوكسي ريبوز. لا يتحلل، قد يتبلور، قابل للذوبان في الماء، له طعم حلو

تتشكل السكريات نتيجة بلمرة السكريات الأحادية. وفي نفس الوقت تفقد قدرتها على التبلور وطعمها الحلو. مثال - النشا والجليكوجين والسليلوز.

1. الطاقة هي المصدر الرئيسي للطاقة في الخلية (1 جرام = 17.6 كيلوجول)

2. الهيكلية - جزء من أغشية الخلايا النباتية (السليلوز) والخلايا الحيوانية

3. مصدر لتخليق المركبات الأخرى

4. تخزين (الجليكوجين - في الخلايا الحيوانية، النشا - في الخلايا النباتية)

5. الاتصال

الدهون- مركبات معقدة من الجلسرين والأحماض الدهنية. غير قابل للذوبان في الماء، فقط في المذيبات العضوية. هناك دهون بسيطة ومعقدة.

وظائف الدهون:

1. الهيكلية - الأساس لجميع أغشية الخلايا

2. الطاقة (1 جم = 37.6 كيلوجول)

3. التخزين

4. العزل الحراري

5. مصدر للمياه داخل الخلايا

اعبي التنس المحترفين -مادة عالمية واحدة كثيفة الاستهلاك للطاقة في خلايا النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. بمساعدة ATP، يتم تجميع الطاقة ونقلها في الخلية. يتكون ATP من قاعدة الأدين النيتروجينية، وريبوز الكربوهيدرات، وثلاث بقايا حمض الفوسفوريك. ترتبط مجموعات الفوسفات ببعضها البعض باستخدام روابط عالية الطاقة. وظائف ATP هي نقل الطاقة.

السناجبهي المادة السائدة في جميع الكائنات الحية. البروتين عبارة عن بوليمر له مونومر الأحماض الأمينية (20).ترتبط الأحماض الأمينية في جزيء البروتين باستخدام روابط الببتيد المتكونة بين المجموعة الأمينية لأحد الأحماض الأمينية ومجموعة الكربوكسيل للحمض الأميني الآخر. تحتوي كل خلية على مجموعة فريدة من البروتينات.

هناك عدة مستويات لتنظيم جزيء البروتين. أساسيالبنية - تسلسل الأحماض الأمينية المرتبطة برابطة الببتيد. يحدد هذا الهيكل خصوصية البروتين. في ثانويهيكل الجزيء له شكل حلزوني، ويتم ضمان استقراره عن طريق روابط الهيدروجين. بعد الثانوييتشكل الهيكل نتيجة تحول اللولب إلى شكل كروي ثلاثي الأبعاد - كروي. رباعييحدث عندما تتحد عدة جزيئات بروتينية في مركب واحد. يتجلى النشاط الوظيفي للبروتينات في البنية 2،3 أو ​​3.

يتغير هيكل البروتينات تحت تأثير المواد الكيميائية المختلفة (الأحماض والقلويات والكحول وغيرها) والعوامل الفيزيائية (الإشعاع العالي والمنخفض)، والإنزيمات. إذا حافظت هذه التغييرات على البنية الأساسية، تكون العملية قابلة للعكس ويتم استدعاؤها تمسخيسمى تدمير الهيكل الأساسي تجلط الدم(عملية لا رجعة فيها لتدمير البروتين)

وظائف البروتينات

1. الهيكلية

2. الحفاز

3. مقلص (بروتينات الأكتين والميوسين في الألياف العضلية)

4. النقل (الهيموجلوبين)

5. التنظيمي (الأنسولين)

6. إشارة

7. وقائي

8. الطاقة (1 جم = 17.2 كيلوجول)

أنواع الأحماض النووية. احماض نووية- البوليمرات الحيوية للكائنات الحية المحتوية على الفوسفور، مما يوفر تخزين ونقل المعلومات الوراثية. تم اكتشافها في عام 1869 من قبل عالم الكيمياء الحيوية السويسري ف. ميشر في نوى كريات الدم البيضاء والحيوانات المنوية في سمك السلمون. وبعد ذلك تم العثور على الأحماض النووية في جميع الخلايا النباتية والحيوانية والفيروسات والبكتيريا والفطريات.

هناك نوعان من الأحماض النووية في الطبيعة - الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA)و حمض الريبونوكلييك (RNA).ويفسر الفرق في الأسماء بحقيقة أن جزيء الحمض النووي يحتوي على سكر ديوكسيريبوز خماسي الكربون، وجزيء الحمض النووي الريبي يحتوي على الريبوز.

يوجد الحمض النووي بشكل أساسي في كروموسومات نواة الخلية (99% من الحمض النووي للخلية)، وكذلك في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. الحمض النووي الريبي (RNA) جزء من الريبوسومات. توجد جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) أيضًا في السيتوبلازم ومصفوفة البلاستيدات والميتوكوندريا.

النيوكليوتيدات- المكونات الهيكلية للأحماض النووية. الأحماض النووية هي بوليمرات حيوية تكون مونومراتها عبارة عن نيوكليوتيدات.

النيوكليوتيدات- المواد المعقدة. يحتوي كل نيوكليوتيد على قاعدة نيتروجينية، وسكر خماسي الكربون (ريبوز أو ديوكسي ريبوز) وبقايا حمض الفوسفوريك.

هناك خمس قواعد نيتروجينية رئيسية هي: الأدينين، والجوانين، واليوراسيل، والثايمين، والسيتوزين.

الحمض النووي.يتكون جزيء الحمض النووي من سلسلتين متعددتي النوكليوتيدات، ملتويتين حلزونيًا بالنسبة لبعضهما البعض.

تحتوي النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي على أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية: الأدينين والجوانين والثايمين والسيتوسين. في سلسلة البولينوكليوتيدات، ترتبط النيوكليوتيدات المجاورة ببعضها البعض عن طريق روابط تساهمية.

تكون سلسلة البولينوكليوتيدات في الحمض النووي ملتوية على شكل حلزوني مثل السلم الحلزوني وتتصل بسلسلة أخرى مكملة باستخدام روابط هيدروجينية مكونة بين الأدينين والثايمين (رابطتين)، وكذلك الجوانين والسيتوزين (ثلاث روابط). تسمى النيوكليوتيدات A وT وG وC مكمل.

ونتيجة لذلك، فإن عدد نيوكليوتيدات الأدينيل في أي كائن حي يساوي عدد نيوكليوتيدات الثيميديل، وعدد نيوكليوتيدات الجوانيل يساوي عدد نيوكليوتيدات سيتيديل. وبفضل هذه الخاصية، فإن تسلسل النيوكليوتيدات في إحدى السلسلة يحدد تسلسلها في السلسلة الأخرى. تسمى هذه القدرة على الجمع الانتقائي للنيوكليوتيدات التكامل,وهذه الخاصية تكمن وراء تكوين جزيئات الحمض النووي الجديدة بناءً على الجزيء الأصلي (تكرار،أي مضاعفة).

عندما تتغير الظروف، يمكن للحمض النووي، مثل البروتينات، أن يخضع لعملية تمسخ، وهو ما يسمى الذوبان. ومع العودة التدريجية إلى الظروف الطبيعية، يعود الحمض النووي إلى طبيعته.

وظيفة الحمض النووي هو تخزين ونقل واستنساخ المعلومات الوراثية عبر الأجيال. يقوم الحمض النووي لأي خلية بتشفير معلومات حول جميع بروتينات كائن معين، وعن البروتينات، وبأي تسلسل وبأي كميات سيتم تصنيعها. تتم كتابة تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات في الحمض النووي بواسطة ما يسمى بالرمز الجيني (الثلاثي).

رئيسي ملكية الحمض النووييكونقدرتها على التكرار.

تكرار -هذه هي عملية التضاعف الذاتي لجزيئات الحمض النووي التي تحدث تحت سيطرة الإنزيمات. يحدث النسخ المتماثل قبل كل تقسيم نووي. يبدأ الأمر بتفكيك حلزون الحمض النووي مؤقتًا تحت تأثير إنزيم بوليميراز الحمض النووي. في كل سلسلة من السلاسل التي تكونت بعد تمزق الروابط الهيدروجينية، يتم تصنيع شريط الحمض النووي الابن وفقًا لمبدأ التكامل. المادة اللازمة للتوليف هي النيوكليوتيدات الحرة الموجودة في النواة

وبالتالي، تلعب كل سلسلة بولي نيوكليوتيد دورًا المصفوفاتلسلسلة تكميلية جديدة (وبالتالي فإن عملية مضاعفة جزيئات الحمض النووي تشير إلى التفاعلات توليف المصفوفة).والنتيجة هي جزيئين من الحمض النووي، لكل منهما سلسلة واحدة متبقية من الجزيء الأصلي (النصف)، والآخر تم تصنيعه حديثًا، علاوة على ذلك، يتم تصنيع سلسلة جديدة بشكل مستمر، والثانية - الأولى على شكل شظايا قصيرة ثم يتم خياطة إنزيم خاص في سلسلة طويلة - DNA ligase. ونتيجة للنسخ المتماثل، فإن جزيئين DNA جديدين هما نسخة طبق الأصل من الجزيء الأصلي.

يكمن المعنى البيولوجي للتكاثر في النقل الدقيق للمعلومات الوراثية من الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة، والذي يحدث أثناء انقسام الخلايا الجسدية.

الحمض النووي الريبي.يشبه هيكل جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) من نواحٍ عديدة بنية جزيئات الحمض النووي (DNA). ومع ذلك، هناك عدد من الاختلافات الهامة. في جزيء الحمض النووي الريبي (RNA)، تحتوي النيوكليوتيدات على الريبوز بدلاً من ديوكسي ريبوز، وعلى نيوكليوتيد يوريديل (U) بدلاً من نيوكليوتيد ثيميديل (T). والفرق الرئيسي عن الحمض النووي هو أن جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن شريط واحد. ومع ذلك، فإن النيوكليوتيدات الخاصة بها قادرة على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض (على سبيل المثال، في جزيئات الحمض الريبي النووي النقال (tRNA)، وجزيئات الرنا الريباسي (rRNA)، ولكن في هذه الحالة نحن نتحدث عن اتصال داخل السلسلة من النيوكليوتيدات التكميلية. سلاسل الحمض النووي الريبي (RNA) أقصر بكثير من الحمض النووي (DNA).

هناك عدة أنواع من الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الخلية، والتي تختلف في الحجم الجزيئي والبنية والموقع في الخلية والوظائف:

1. Messenger RNA (mRNA) - ينقل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى الريبوسومات

2. الريبوسوم RNA (rRNA) - جزء من الريبوسومات

3. 3. نقل الحمض النووي الريبي (tRNA) - يحمل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات أثناء تخليق البروتين



تحدث ملايين التفاعلات الكيميائية الحيوية في أي خلية من خلايا الجسم. يتم تحفيزها بواسطة مجموعة متنوعة من الإنزيمات، والتي غالبًا ما تتطلب طاقة. ومن أين تحصل عليه الخلية؟ يمكن الإجابة على هذا السؤال إذا نظرنا إلى بنية جزيء ATP - وهو أحد المصادر الرئيسية للطاقة.

ATP هو مصدر عالمي للطاقة

ATP يرمز إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات، أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات. تعتبر المادة أحد أهم مصدرين للطاقة في أي خلية. يرتبط هيكل ATP ودوره البيولوجي ارتباطًا وثيقًا. يمكن أن تحدث معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية فقط بمشاركة جزيئات مادة ما، وهذا صحيح بشكل خاص، ومع ذلك، نادرًا ما يشارك ATP بشكل مباشر في التفاعل: لكي تحدث أي عملية، هناك حاجة إلى الطاقة الموجودة على وجه التحديد في أدينوسين ثلاثي الفوسفات.

إن بنية جزيئات المادة تجعل الروابط المتكونة بين مجموعات الفوسفات تحمل كمية هائلة من الطاقة. ولذلك، تسمى هذه الروابط أيضًا بالطاقة الكلية، أو الطاقة الكلية (الكلية = كثيرة، كمية كبيرة). تم تقديم المصطلح لأول مرة من قبل العالم ف. ليبمان، واقترح أيضًا استخدام الرمز ̴ لتعيينهم.

من المهم جدًا أن تحافظ الخلية على مستوى ثابت من ثلاثي فوسفات الأدينوسين. وينطبق هذا بشكل خاص على خلايا الأنسجة العضلية والألياف العصبية، لأنها الأكثر اعتمادا على الطاقة وتتطلب نسبة عالية من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات لأداء وظائفها.

هيكل جزيء ATP

يتكون أدينوسين ثلاثي الفوسفات من ثلاثة عناصر: الريبوز والأدينين والبقايا

ريبوز- كربوهيدرات تنتمي إلى مجموعة البنتوز. وهذا يعني أن الريبوز يحتوي على 5 ذرات كربون، وهي محاطة بدورة. يتصل الريبوز بالأدينين من خلال رابطة β-N-glycosidic على ذرة الكربون الأولى. تضاف أيضًا بقايا حمض الفوسفوريك الموجودة على ذرة الكربون الخامسة إلى البنتوز.

الأدينين هو قاعدة نيتروجينية.اعتمادًا على القاعدة النيتروجينية المرتبطة بالريبوز، يتم أيضًا تمييز GTP (غوانوزين ثلاثي الفوسفات)، TTP (ثايميدين ثلاثي الفوسفات)، CTP (سيتيدين ثلاثي الفوسفات) وUTP (يوريدين ثلاثي الفوسفات). كل هذه المواد متشابهة في تركيبها مع أدينوسين ثلاثي الفوسفات وتؤدي نفس الوظائف تقريبًا، لكنها أقل شيوعًا في الخلية.

بقايا حمض الفوسفوريك. يمكن ربط ثلاثة بقايا من حمض الفوسفوريك كحد أقصى بالريبوز. إذا كان هناك اثنان أو واحد فقط، فإن المادة تسمى ADP (ثنائي الفوسفات) أو AMP (أحادي الفوسفات). بين بقايا الفسفور يتم إنشاء روابط الطاقة الكبيرة، وبعد تمزقها يتم إطلاق 40 إلى 60 كيلوجول من الطاقة. إذا تم كسر رابطين، 80، في كثير من الأحيان أقل - يتم إطلاق 120 كيلوجول من الطاقة. عندما تنكسر الرابطة بين الريبوز وبقايا الفسفور، يتم تحرير 13.8 كيلوجول فقط، لذلك لا يوجد سوى رابطتين عاليتي الطاقة في جزيء ثلاثي الفوسفات (P̴P̴P)، وفي جزيء ADP يوجد رابط واحد فقط (P̴ ف).

هذه هي السمات الهيكلية للATP. نظرًا لحقيقة تكوين رابطة الطاقة الكلية بين بقايا حمض الفوسفوريك، فإن بنية ووظائف ATP مترابطة.

هيكل ATP والدور البيولوجي للجزيء. وظائف إضافية للأدينوزين ثلاثي الفوسفات

بالإضافة إلى الطاقة، يمكن لـATP أداء العديد من الوظائف الأخرى في الخلية. جنبا إلى جنب مع ثلاثي الفوسفات النيوكليوتيدات الأخرى، يشارك ثلاثي الفوسفات في بناء الأحماض النووية. في هذه الحالة، ATP، GTP، TTP، CTP وUTP هم موردو القواعد النيتروجينية. يتم استخدام هذه الخاصية في العمليات والنسخ.

ATP ضروري أيضًا لعمل القنوات الأيونية. على سبيل المثال، تضخ قناة Na-K 3 جزيئات صوديوم إلى خارج الخلية وتضخ جزيئين بوتاسيوم إلى داخل الخلية. هناك حاجة إلى هذا التيار الأيوني للحفاظ على شحنة موجبة على السطح الخارجي للغشاء، وفقط بمساعدة الأدينوسين ثلاثي الفوسفات يمكن للقناة أن تعمل. الأمر نفسه ينطبق على قنوات البروتون والكالسيوم.

ATP هو مقدمة الرسول الثاني cAMP (أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي) - لا ينقل cAMP الإشارة التي تستقبلها مستقبلات غشاء الخلية فحسب، بل هو أيضًا مؤثر تفارغي. المؤثرات التفارغية هي مواد تعمل على تسريع أو إبطاء التفاعلات الأنزيمية. وهكذا، فإن الأدينوزين ثلاثي الفوسفات الحلقي يمنع تخليق الإنزيم الذي يحفز انهيار اللاكتوز في الخلايا البكتيرية.

قد يكون جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفات نفسه أيضًا مؤثرًا تفارغيًا. علاوة على ذلك، في مثل هذه العمليات، يعمل ADP كمضاد لـ ATP: إذا قام ثلاثي الفوسفات بتسريع التفاعل، فإن ثنائي الفوسفات يثبطه، والعكس صحيح. هذه هي وظائف وهيكل ATP.

كيف يتم تشكيل ATP في الخلية؟

إن وظائف وبنية ATP تجعل جزيئات المادة يتم استخدامها وتدميرها بسرعة. لذلك، يعد تخليق ثلاثي الفوسفات عملية مهمة في تكوين الطاقة في الخلية.

هناك ثلاث طرق مهمة لتركيب أدينوسين ثلاثي الفوسفات:

1. الفسفرة الركيزة.

2. الفسفرة التأكسدية.

3. الفسفرة الضوئية.

يعتمد فسفرة الركيزة على تفاعلات متعددة تحدث في السيتوبلازم في الخلية. تسمى هذه التفاعلات تحلل السكر - المرحلة اللاهوائية نتيجة لدورة واحدة من تحلل السكر، من جزيء واحد من الجلوكوز، يتم تصنيع جزيئين، يتم استخدامهما بعد ذلك لإنتاج الطاقة، ويتم أيضًا تصنيع اثنين من ATP.

• C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

التنفس الخلوي

الفسفرة التأكسدية هي تكوين أدينوسين ثلاثي الفوسفات عن طريق نقل الإلكترونات على طول سلسلة نقل الإلكترون الغشائية. نتيجة لهذا النقل، يتم تشكيل تدرج البروتون على جانب واحد من الغشاء، وبمساعدة مجموعة البروتين المتكاملة من سينسيز ATP، يتم بناء الجزيئات. تتم العملية على غشاء الميتوكوندريا.

يشكل تسلسل مراحل تحلل السكر والفسفرة التأكسدية في الميتوكوندريا عملية مشتركة تسمى التنفس. بعد دورة كاملة، يتم تشكيل 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد في الخلية.

الفسفرة الضوئية

عملية الفسفرة الضوئية هي نفس عملية الفسفرة التأكسدية مع اختلاف واحد فقط: تحدث تفاعلات الفسفرة الضوئية في البلاستيدات الخضراء للخلية تحت تأثير الضوء. يتم إنتاج ATP خلال المرحلة الضوئية من عملية التمثيل الضوئي، وهي عملية إنتاج الطاقة الرئيسية في النباتات الخضراء والطحالب وبعض البكتيريا.

أثناء عملية التمثيل الضوئي، تمر الإلكترونات عبر نفس سلسلة نقل الإلكترون، مما يؤدي إلى تكوين تدرج البروتون. تركيز البروتونات على جانب واحد من الغشاء هو مصدر تخليق ATP. يتم تجميع الجزيئات بواسطة إنزيم ATP سينسيز.

تحتوي الخلية المتوسطة على 0.04% من ثلاثي فوسفات الأدينوسين بالوزن. ومع ذلك، لوحظت أعلى قيمة في الخلايا العضلية: 0.2-0.5%.

يوجد حوالي مليار جزيء ATP في الخلية.

لا يعيش كل جزيء أكثر من دقيقة واحدة.

ويتجدد الجزيء الواحد من أدينوسين ثلاثي الفوسفات 2000-3000 مرة في اليوم.

في المجمل، يقوم جسم الإنسان بتصنيع 40 كجم من أدينوسين ثلاثي الفوسفات يوميًا، وفي أي وقت يكون احتياطي ATP 250 جم.

خاتمة

يرتبط هيكل ATP والدور البيولوجي لجزيئاته ارتباطًا وثيقًا. وتلعب المادة دورا رئيسيا في العمليات الحياتية، لأن الروابط عالية الطاقة بين بقايا الفوسفات تحتوي على كمية هائلة من الطاقة. يقوم أدينوسين ثلاثي الفوسفات بالعديد من الوظائف في الخلية، ولذلك من المهم الحفاظ على تركيز ثابت للمادة. يحدث التحلل والتوليف بسرعة عالية، حيث يتم استخدام طاقة الروابط باستمرار في التفاعلات الكيميائية الحيوية. هذه مادة أساسية لأي خلية في الجسم. ربما هذا هو كل ما يمكن قوله عن بنية ATP.