Индикатори.	ДНК	РНК	АТФ
Да бъдеш в клетка	Ядро, митохондрии, пластиди.	Ядро, рибозоми, митохондрии, хлоропласти.	Цитоплазма, ядро, митохондрии. хлоропласти.
Намира се в ядрото.	Хроматин, хромозоми.	Нуклеол.	Кариоплазма.
Структура.	Две дълги полинуклеотидни вериги, спирално усукани антипаралелно една спрямо друга.	Една къса полинуклеотидна верига.	Мононуклеотид.
Мономери.	Дезоксирибонуклеотиди.	Рибонуклеотиди.	Не
Нуклеотиден състав.	1) азотна основа - A, G, C, T, 2) въглехидрат - дезоксирибоза 3) остатък от фосфорна киселина	1) азотна основа - A, G, C, U, 2) въглехидрат - рибоза 3) остатък от фосфорна киселина	1) азотна основа - А, 2) въглехидрат 1 рибоза 3) три остатъка от фосфорна киселина
Видове нуклеотиди.	Аденил (A) Гуанил (G) Цитидил (C) Тимидил (T)	Аденил (A) Гуанил (G) Цитидил (C) Урацил (U)	Аденилов (A)
Имоти.	1) Възможност за редупликация или репликация (удвояване) според принципа на комплементарност (комплементарност или съответствие), т.е. образуване на водородни светци между A-T, G-C, 2) Стабилен (не променя местоположението).	1) Неспособен на редупликация, с изключение на РНК вирусите, 2) Лабилен (преминава от ядрото към цитоплазмата).	В резултат на хидролизата остатъците от фосфорна киселина се отделят от АТФ един по един и се освобождава енергия. ATP-ADP-AMP
Функции.	1) Съхранява, предава и възпроизвежда генетична информация 2) Регулира жизнената дейност на клетката.	1) Участва в биосинтезата на протеини a) i-RNA и m-RNA пренасят генетична информация от ДНК до мястото на протеинов синтез, b) r-RNA образува рибозома, c) t-RNA намира и пренася аминокиселини до мястото на протеинов синтез, 2) c -RNA съхранява, предава и възпроизвежда генетичната информация на вируса.	1) Енергия.
Особености.	1) Ядрената ДНК е дълга, свързана с протеини и образува линейна хромозома. 2) Митохондриалната е къса и кръгла, свързана с протеини и образува кръгла хромозома. 3) При прокариотите ДНК е затворена в пръстен, не е свързана с протеини и не образува хромозома.	1) Двуверижна РНК се среща в някои вируси. 2) 5 вида РНК: информационна РНК. информационна РНК, рибозомна r-РНК, транспортна t-РНК, вирусна v-РНК	1) Остатъците от фосфорна киселина са свързани помежду си чрез високоенергийни (високоенергийни) връзки. 2) Молекулата на АТФ е нестабилна, съществува по-малко от 1 минута, възстановява се и се разгражда 2400 пъти на ден.

ДНК репликация, генетичен код, внедряване на генетична информация.

3.1. репликация на ДНК. Тъй като ДНК е молекула на наследствеността, за да реализира това свойство, тя трябва точно да се копира и по този начин да запази информацията, съдържаща се в оригиналната ДНК молекула под формата на определена последователност от нуклеотиди. Това се постига чрез специален процес, наречен репликация или редупликация.

Репликация- Това е удвояването на ДНК молекулата. Репликацията се основава на правилата на Edwin Chargaff (A+G=T+C), т.е. сумата от пуриновите бази е равна на сумата от пиримидиновите бази. Строгото съответствие на нуклеотидите един с друг в сдвоените ДНК вериги се нарича комплементарност (взаимност).

Етапи на репликация:

№	Етапи на репликация.
	Специални ензими развиват двойната спирала на ДНК молекулата и разкъсват водородните връзки между веригите.
	Ензимът ДНК полимераза се движи по една ДНК верига от въглерод 3 до въглерод 5 и според правилото за комплементарност (A-T, G-C) добавя съответните нуклеотиди. Тази верига се нарича водеща верига; нейното удвояване се извършва непрекъснато.
	Втората изоставаща верига е разположена антипаралелно на първата и ДНК полимераза 1 може да се движи само в една посока от въглерод 3 към въглерод 5, следователно тя се копира на отделни фрагменти, докато ДНК молекулата се развива. Фрагментите се зашиват заедно със специални ензими - лигази на принципа на антипаралелизма.
	След репликация всяка ДНК молекула съдържа една „майчина” верига и втора новосинтезирана „дъщерна” верига. Този принцип на синтез се нарича полуконсервативен, т.е. една верига в нова ДНК молекула е „стара“, а втората е „нова“.

Генетичен код.

Молекулата на наследствеността, която е ДНК, се характеризира не само със самоудвояване (репликация), но и с кодиране на информация с помощта на специфична последователност от нуклеотиди. Известно е, че ДНК се състои от четири вида нуклеотиди, тоест информацията в ДНК се записва с 4 букви (A, T, G, C). Математическите изчисления показват това

1. Ако използваме 1 нуклеотид, получаваме 4 различни комбинации, 4<20.

2. Ако използваме 2 нуклеотида, получаваме 16 различни комбинации (4 2 =16), 16<20.

1. Ако използваме 3 нуклеотида, получаваме 64 различни комбинации (4 3 =64), 64>20.

Така комбинация от 3 нуклеотида ще бъде достатъчна за кодиране на 20 аминокиселини. От 64 възможни триплета, 61 триплета кодират 20 основни аминокиселини, открити в клетъчните протеини, а 3 триплета са стоп сигнали или терминатори, които спират да четат информация.

Комбинации от три нуклеотида, които кодират специфични аминокиселини, се наричат ​​ДНК код или генетичен код. В момента генетичният код е напълно дешифриран, тоест е известно кои триплетни комбинации от нуклеотиди кодират 20 аминокиселини. Използвайки комбинация от три нуклеотида, е възможно да се кодират повече аминокиселини, отколкото е необходимо за кодиране на 20 аминокиселини. Оказа се, че всяка аминокиселина може да бъде кодирана от няколко триплета, с изключение на метионин и триптофан. Аминокиселините, които изграждат естествените протеини, могат да принадлежат към различни групи: несъществени киселини (E), незаменими киселини (E).

Генетичен коде система за записване на генетична информация в ДНК под формата на специфична последователност от нуклеотиди (или метод за записване на последователността от аминокиселини в протеин с помощта на нуклеотиди).

Генетичният код има няколко свойства (7 свойства).

Химичен състав на клетката
Предмет:
„Нуклеинови киселини: ДНК
РНК. ATF"
Задачи:
Характеризира нуклеиновите киселини,
видове NK, тяхната локализация в клетката, структура,
функции.
Изградете знания за структурата и функциите
АТФ.

Нуклеинови киселини (NA)
Нуклеиновите киселини включват
високо полимерни съединения,
образувайки пурин и
пиримидинови бази, пентоза и
фосфорна киселина. Нуклеинова
киселините съдържат C, H, O, P и N.
Има два класа нуклеинови киселини
киселини: рибонуклеинови киселини
(РНК), съдържаща захар рибоза
(C5H10O5) и дезоксирибонуклеинова
киселини (ДНК), съдържащи захар
дезоксирибоза (C5H10O4).
Значението на нуклеиновите киселини за живите организми се крие в
осигуряване на съхранение, продажба и прехвърляне на наследствени
информация.
ДНК се съдържа в ядрото, митохондриите и хлоропластите – съхранява се
генетична информация. РНК се намира и в цитоплазмата и
отговорни за биосинтезата на протеини.

Нуклеинови киселини (NA)
ДНК молекулите са полимери
чиито мономери са
образувани дезоксирибонуклеотиди
остатъци:
1. Фосфорна киселина;
2. Дезоксирибоза;
3. Азотна основа (пурин -
аденин, гуанин или пиримидин -
тимин, цитозин).
Триизмерен модел на пространството
структура на ДНК молекулата под формата на двойна
спиралата е предложена през 1953 г.
Американският биолог Дж. Уотсън и
Английски физик Ф. Крик. За вашия
изследвания, те бяха наградени
Нобелова награда.

Нуклеинови киселини (NA)
Почти Дж. Уотсън и Ф. Крик откриха химическата структура на гена.
ДНК осигурява съхранението, внедряването и предаването на наследствените
информация.

Нуклеинови киселини (NA)
Е. Чаргаф, след като разгледа огромното
брой тъканни проби и
органи на различни организми,
разкри следното
модел:
във всеки ДНК фрагмент
съдържание на гуанинови остатъци
винаги съвпада точно
съдържание на цитозин и аденин
- Тимин.
Тази позиция се наричаше
"Правила на Чаргаф":
A+G
A = T; G = C
или --- = 1
C+T

Нуклеинови киселини (NA)
Дж.Уотсън и Ф.Крик
се възползва от това правило
при изграждане на модел на молекула
ДНК. ДНК е
двойна спирала. Молекулата му
образувани от две
полинуклеотидни вериги,
спираловидно усукан приятел
близо до приятел и заедно наоколо
въображаема ос.
Диаметър на двойна спирала на ДНК - 2
nm, стъпката на общата спирала, по която
има 10 двойки нуклеотиди -
3,4 nm. Дължина на молекулата - до
няколко сантиметра.
Молекулното тегло е
десетки и стотици милиони. В сърцевината
общата дължина на ДНК на човешките клетки
около 1-2м.

Нуклеинови киселини (NA)
Азотните основи имат цикличен строеж, съдържащи
което заедно с въглеродните атоми включва атоми на други елементи,
по-специално азот. За наличието на азотни атоми в тези съединения
те се наричат ​​азотни и тъй като имат
алкални свойства - основи. Азотни основи
Нуклеиновите киселини принадлежат към класовете пиримидини и пурини.

Характеристики на ДНК
В резултат на реакцията на кондензация
азотна основа и дезоксирибоза
образува се нуклеозид.
По време на реакцията на кондензация между
нуклеозид и фосфорна киселина
образува се нуклеотид.
Имената на нуклеотидите се различават от
имена на съответните бази.
Обикновено се обозначават и двете
с главни букви (A,T,G,C):
Аденин – аденил; гуанин –
гуанил; цитозин – цитидил;
тимин – тимидил нуклеотиди.

Характеристики на ДНК
Една верига от нуклеотиди
се формира в резултат
кондензационни реакции
нуклеотиди.
Освен това между 3"-карбон
една останала захар
нуклеотид и остатък
фосфорна киселина на друг
възниква фосфодиестер
Връзка.
Като резултат,
неразклонен
полинуклеотидни вериги. един
край на полинуклеотидна верига
завършва с 5" карбон (нейният
се нарича 5" край), другият е 3" въглероден (3" край).

10.

Характеристики на ДНК

11.

Характеристики на ДНК
Срещу една верига от нуклеотиди
втората верига се намира.
Полинуклеотидни вериги в ДНК молекула
стойте близо един до друг
поради появата на водород
връзки между азотни основи
нуклеотиди, разположени един в друг
срещу приятел.
Основава се на принципа на допълващото се взаимодействие между двойките
бази: срещу аденин - тимин на друга верига и срещу гуанин цитозин на друга, тоест аденинът е комплементарен на тимина и между
те имат две водородни връзки, а гуанин - цитозин (три водородни връзки
комуникации).
Комплементарността е способността на нуклеотидите да
селективна връзка помежду си.

12.

Характеристики на ДНК

13.

Характеристики на ДНК
ДНК веригите са антипаралелни
(многопосочен), тоест срещу
Краят 3" на една верига е 5" край на другата.
С лице към периферията на молекулата
захарно-фосфатен гръбнак. Вътре
молекулите са обърнати азотни
основания.
Един от уникалните имоти
ДНК молекулата е тя
репликация – способността да
самоумножение - възпроизвеждане
точни копия на оригиналната молекула.

14.

15.

репликация на ДНК
Благодарение на тази способност
Извършват се ДНК молекули
предаване на наследствени
информация от майчината клетка
дъщери по време на делба.
Процес на самоудвояване на молекула
ДНК се нарича репликация.
Репликацията е сложен процес
протичащи с участието на ензими
(ДНК полимерази и други) и
дезоксирибонуклеозид трифосфати.
Извършва се репликация
тогава по полуконсервативен начин
има всяка верига от ДНК, която стърчи навътре
ролята на матрицата, според принципа
допълването се завършва
нова верига. По този начин, в
всяка дъщерна ДНК има една верига
е майчина, а втората е
новосинтезирани.

16.

репликация на ДНК
В майчината ДНК верига
антипаралелен. ДНК полимеразите са способни
движи се в едно
посока - от край 3" до край 5", застр
детска верига
антипаралелен - от 5" до
3" край.
Следователно, ДНК полимераза
непрекъснато
нанася се
посока 3"→5"
една верига, синтезираща
дъщеря Тази верига
наречена водеща.

17.

репликация на ДНК
Друга ДНК полимераза
се движи по друга верига навътре
обратна страна (също в
посока 3"→5"),
синтезиране на втората дъщеря
верига на фрагменти (техните
наречени фрагменти
Оказаки), който след
репликацията е завършена
са зашити заедно чрез лигази в едно
верига. Тази верига се нарича
изоставащ.
Така на веригата 3"-5"
репликацията продължава
и на веригата 5"-3" - с прекъсвания.

18.

19. Характеристики на РНК

РНК молекулите са полимери
чиито мономери са
рибонуклеотиди, образувани от: остатък
петвъглеродна захар - рибоза; остатъкът
една от азотните основи: пурин -
аденин, гуанин; пиримидин-урацил,
цитозин; остатък от фосфорна киселина.

20. Характеристика на РНК

Молекулата на РНК е
неразклонен полинуклеотид, който
може да има първична структура -
нуклеотидна последователност, вторична
– образуване на примки поради чифтосване
комплементарни нуклеотиди, или
висша структура – ​​образование
компактна структура поради
взаимодействия на спирални области
вторична структура.

21.

Характеристики на РНК
В резултат на реакцията на кондензация на азотна основа със захар
рибозата образува рибонуклеозид по време на реакцията на кондензация
нуклеозид с фосфорна киселина образува рибонуклеотид.
Имена на нуклеотиди: пурин (бицикличен) - аденил,
гуанил, пиримидин - уридил и цитидил.

22. Характеристики на РНК

23.

Характеристики на РНК
РНК нуклеотиди по време на реакция
образуват се кондензации
естерни облигации, т.н
се образува полинуклеотид
верига.

24. Характеристика на РНК

За разлика от ДНК, РНК молекулата обикновено е
образувани не от двама, а от един
полинуклеотидна верига. Въпреки това, тя
нуклеотидите също са способни да се образуват
водородни връзки една с друга, но това
вътрешно-, а не междуверижни връзки
комплементарни нуклеотиди. РНК вериги
много по-къси от ДНК вериги.
Информация за структурата на молекулата на РНК
вградени в ДНК молекули. Синтез на молекули
РНК възниква върху ДНК матрица с участието
ензими на РНК полимеразите и се нарича
транскрипция. Ако съдържанието на ДНК в
тогава клетката е относително постоянна
Съдържанието на РНК варира значително.
Най-голямото количество РНК в клетките
наблюдавани по време на протеиновия синтез.

25.

Характеристики на РНК

26. Характеристики на РНК

Съдържание на РНК във всеки
клетки е 5–10 пъти по-висок
съдържание на ДНК. Съществува
три основни класа
рибонуклеинови киселини:
Информация
(шаблон) РНК - иРНК (5%);
трансферна РНК - тРНК
(10%);
рибозомна РНК - рРНК
(85%).
Всички видове РНК осигуряват
протеинова биосинтеза.

27. Характеристика на РНК

Информационна РНК.
Най-разнообразни
размер и стабилност
Клас. Всички те са
носители на генетични
информация от ядрото до
цитоплазма. Те служат
матрица за синтез
протеинови молекули, тъй като
определяне на аминокиселината
подпоследователност
първична структура
протеинова молекула.
иРНК представлява до
5% от общото съдържание
РНК на клетка, около 30 000
нуклеотиди.

28. Характеристика на РНК

Трансфер РНК
Трансферните РНК молекули съдържат
обикновено 76-85 нуклеотида и имат
третична структура, тРНК дял
представлява до 10% от общото съдържание
РНК в клетката.
Функции: доставят аминокиселини на
мястото на протеиновия синтез, рибозомите.
Клетката съдържа повече от 30 вида тРНК.
Всеки тип tRNA има само характеристика
за него последователност от нуклеотиди.
Въпреки това, всички молекули имат няколко
вътрешномолекулно комплементарно
области, благодарение на наличието на които всички
тРНК имат третична структура
във формата на листо детелина.

29. Характеристика на РНК

30. Характеристики на РНК

Рибозомна РНК.
Делът на рибозомната РНК
(rRNA) представлява 80-85% от
общо съдържание на РНК в
клетка, се състои от 3000 – 5000
нуклеотиди.
Цитоплазмени рибозоми
съдържат 4 различни молекули
РНК. В малката субединица има един
молекула, в голяма - три
РНК молекули. В рибозомата
около 100 протеинови молекули.

31.

Характеристики на АТФ
Аденозинтрифосфорната киселина (АТФ) е универсален транспортер
и основният акумулатор на енергия в живите клетки. АТФ се съдържа в
всички клетки на растения и животни. Количеството на АТФ варира и
средната стойност е 0.04% (на клетка мокро тегло).

32.

Характеристики на АТФ
В клетката молекулата на АТФ се изразходва в рамките на една минута след това
нейното образование. Човек има количество АТФ, равно на телесното му тегло.
се формира и унищожава на всеки 24 часа.

33.

Характеристики на АТФ
АТФ е нуклеотид, образуван от остатъците
азотна основа (аденин), захар (рибоза) и фосфор
киселини. За разлика от други нуклеотиди, АТФ съдържа не един, а
три остатъка от фосфорна киселина.

34.

Характеристики на АТФ
АТФ се отнася до високоенергийни вещества - вещества
съдържащи голямо количество енергия във връзките си.
АТФ е нестабилна молекула: при хидролиза на крайния остатък
фосфорна киселина, АТФ се превръща в АДФ (аденозин дифосфорен
киселина) и се освобождава 30,6 kJ енергия.

35.

Характеристики на АТФ
ADP може също да претърпи разлагане, за да образува AMP
(аденозин монофосфорна киселина). Изход на свободна енергия при
разцепването на втория краен остатък е около 30,6 kJ.

36.

Характеристики на АТФ
Елиминирането на третата фосфатна група е придружено от
освобождавайки само 13,8 kJ. По този начин ATP има две
макроергични връзки.

Какво представляват ДНК и РНК? Какви са техните функции и значение в нашия свят? От какво са направени и как работят? Това и много повече се обсъжда в статията.

Какво представляват ДНК и РНК

Биологичните науки, които изучават принципите на съхранение, внедряване и предаване на генетична информация, структурата и функциите на неправилните биополимери, принадлежат към молекулярната биология.

Биополимерите, високомолекулни органични съединения, които се образуват от нуклеотидни остатъци, са нуклеинови киселини. Те съхраняват информация за живия организъм, определят неговото развитие, растеж и наследственост. Тези киселини участват в биосинтезата на протеини.

В природата се срещат два вида нуклеинови киселини:

• ДНК - дезоксирибонуклеинова;
• РНК е рибонуклеинова.

Светът разбра какво е ДНК през 1868 г., когато беше открито в клетъчните ядра на левкоцитите и спермата на сьомгата. По-късно те са открити във всички животински и растителни клетки, както и в бактерии, вируси и гъбички. През 1953 г. Дж. Уотсън и Ф. Крик, в резултат на рентгенов структурен анализ, изградиха модел, състоящ се от две полимерни вериги, които са усукани в спирала една около друга. През 1962 г. тези учени са удостоени с Нобелова награда за откритието си.

Дезоксирибонуклеинова киселина

Какво е ДНК? Това е нуклеинова киселина, която съдържа генотипа на индивида и предава информация по наследство, самовъзпроизвеждайки се. Тъй като тези молекули са толкова големи, има огромен брой възможни нуклеотидни последователности. Следователно броят на различните молекули е практически безкраен.

ДНК структура

Това са най-големите биологични молекули. Техният размер варира от една четвърт в бактериите до четиридесет милиметра в човешката ДНК, много по-голям от максималния размер на протеина. Те се състоят от четири мономера, структурните компоненти на нуклеиновите киселини - нуклеотиди, които включват азотна основа, остатък от фосфорна киселина и дезоксирибоза.

Азотните бази имат двоен пръстен от въглерод и азот - пурини и един пръстен - пиримидини.

Пурините са аденин и гуанин, а пиримидините са тимин и цитозин. Означават се с главни латински букви: A, G, T, C; и в руската литература - на кирилица: A, G, T, Ts С помощта на химическа водородна връзка те се свързват помежду си, което води до появата на нуклеинови киселини.

Във Вселената спиралата е най-често срещаната форма. Така че структурата на ДНК молекулата също го има. Полинуклеотидната верига е усукана като вита стълба.

Веригите в молекулата са насочени противоположно една спрямо друга. Оказва се, че ако в едната верига ориентацията е от края на 3" към 5", то в другата верига ориентацията ще е обратната - от края на 5" към 3".

Принцип на допълване

Двете нишки са свързани в молекула чрез азотни основи по такъв начин, че аденинът има връзка с тимина, а гуанинът само с цитозина. Последователните нуклеотиди в една верига определят другата. Това съответствие, което е в основата на появата на нови молекули в резултат на репликация или дублиране, се нарича комплементарност.

Оказва се, че броят на адениловите нуклеотиди е равен на броя на тимидиловите нуклеотиди, а гуаниловите нуклеотиди са равни на броя на цитидиловите нуклеотиди. Тази кореспонденция стана известна като правилото на Чаргаф.

Репликация

Процесът на самовъзпроизвеждане, който протича под контрола на ензими, е основното свойство на ДНК.

Всичко започва с разплитането на спиралата благодарение на ензима ДНК полимераза. След разкъсване на водородните връзки в едната и в другата верига се синтезира дъщерна верига, материалът за която са наличните в ядрото свободни нуклеотиди.

Всяка ДНК верига е шаблон за нова верига. В резултат на това от една се получават две абсолютно идентични родителски молекули. В този случай едната нишка се синтезира като непрекъсната нишка, а другата е първо фрагментарна, едва след това се съединява.

ДНК гени

Молекулата носи цялата важна информация за нуклеотидите и определя местоположението на аминокиселините в протеините. ДНК на хората и всички други организми съхранява информация за своите свойства, предавайки ги на потомците.

Част от него е ген - група от нуклеотиди, които кодират информация за протеин. Съвкупността от гени на една клетка формира нейния генотип или геном.

Гените са разположени в определен участък от ДНК. Те се състоят от определен брой нуклеотиди, които са подредени в последователна комбинация. Това означава, че генът не може да промени мястото си в молекулата и има много специфичен брой нуклеотиди. Последователността им е уникална. Например, един ред се използва за производство на адреналин, а друг за инсулин.

В допълнение към гените, ДНК съдържа некодиращи последователности. Те регулират генната функция, помагат на хромозомите и маркират началото и края на гена. Но днес ролята на повечето от тях остава неизвестна.

Рибонуклеинова киселина

Тази молекула е подобна в много отношения на дезоксирибонуклеиновата киселина. Той обаче не е толкова голям, колкото ДНК. И РНК също се състои от четири вида полимерни нуклеотиди. Три от тях са подобни на ДНК, но вместо тимин съдържа урацил (U или U). В допълнение, РНК се състои от въглехидрат - рибоза. Основната разлика е, че спиралата на тази молекула е единична, за разлика от двойната спирала в ДНК.

Функции на РНК

Функциите на рибонуклеиновата киселина се основават на три различни вида РНК.

Информацията пренася генетична информация от ДНК в цитоплазмата на ядрото. Нарича се още матрица. Това е отворена верига, синтезирана в ядрото с помощта на ензима РНК полимераза. Въпреки факта, че процентът му в молекулата е изключително нисък (от три до пет процента от клетката), той има най-важната функция - да действа като матрица за синтеза на протеини, информирайки за тяхната структура от ДНК молекулите. Един протеин е кодиран от една специфична ДНК, така че числената им стойност е еднаква.

Рибозомната система се състои главно от цитоплазмени гранули - рибозоми. R-РНК се синтезират в ядрото. Те представляват приблизително осемдесет процента от цялата клетка. Този вид има сложна структура, образувайки бримки върху допълващи се части, което води до молекулярна самоорганизация в сложно тяло. Сред тях има три вида при прокариотите и четири при еукариотите.

Транспортът действа като „адаптер“, подреждайки аминокиселините на полипептидната верига в подходящ ред. Средно се състои от осемдесет нуклеотида. Клетката съдържа, като правило, почти петнадесет процента. Той е предназначен да транспортира аминокиселини до мястото, където се синтезира протеинът. В една клетка има от двадесет до шестдесет вида трансферна РНК. Всички те имат подобна организация в пространството. Те придобиват структура, наречена детелина.

Значение на РНК и ДНК

Когато ДНК беше открита, нейната роля не беше толкова очевидна. Дори днес, въпреки че е разкрита много повече информация, някои въпроси остават без отговор. А някои може дори още да не са формулирани.

Добре известното биологично значение на ДНК и РНК е, че ДНК предава наследствена информация, а РНК участва в протеиновия синтез и кодира протеиновата структура.

Има обаче версии, че тази молекула е свързана с нашия духовен живот. Какво представлява човешката ДНК в този смисъл? Съдържа цялата информация за него, неговата жизнена активност и наследственост. Метафизиците смятат, че в него се съдържат опитът от минали животи, възстановителните функции на ДНК и дори енергията на Висшия Аз – Твореца, Бог.

Според тях веригите съдържат кодове, отнасящи се до всички аспекти на живота, включително духовната част. Но част от информацията, например за възстановяването на тялото, се намира в структурата на кристала на многоизмерното пространство, разположено около ДНК. Представлява додекаедър и е паметта на цялата жизнена сила.

Поради факта, че човек не се натоварва с духовно познание, обменът на информация в ДНК с кристалната обвивка се извършва много бавно. За обикновения човек е само петнадесет процента.

Предполага се, че това е направено специално за съкращаване на човешкия живот и падане до нивото на двойственост. По този начин кармичният дълг на човек се увеличава и нивото на вибрация, необходимо за някои същества, се поддържа на планетата.

Въглехидрати- Това са органични съединения, които включват въглерод, водород и кислород. Въглехидратите се делят на моно-, ди- и полизахариди.

Монозахаридите са прости захари, състоящи се от 3 или повече С атома: глюкоза, рибоза и дезоксирибоза. Не хидролизира, може да кристализира, разтворим във вода, има сладък вкус

Полизахаридите се образуват в резултат на полимеризацията на монозахаридите. В същото време те губят способността си да кристализират и сладкия си вкус. Пример – нишесте, гликоген, целулоза.

1. Енергията е основният източник на енергия в клетката (1 грам = 17,6 kJ)

2. структурна – влиза в състава на мембраните на растителните клетки (целулозата) и животинските клетки

3. източник за синтез на други съединения

4. съхранение (гликоген - в животински клетки, нишесте - в растителни клетки)

5. свързване

Липиди- сложни съединения на глицерол и мастни киселини. Неразтворим във вода, само в органични разтворители. Има прости и сложни липиди.

Функции на липидите:

1. структурна - основа за всички клетъчни мембрани

2. енергия (1 g = 37,6 kJ)

3. съхранение

4. топлоизолация

5. източник на вътреклетъчна вода

ATP -единно универсално енергоемко вещество в клетките на растенията, животните и микроорганизмите. С помощта на АТФ се натрупва и транспортира енергия в клетката. АТФ се състои от азотната основа адеин, въглехидратната рибоза и три остатъка от фосфорна киселина. Фосфатните групи са свързани една с друга чрез високоенергийни връзки. Функциите на АТФ са пренос на енергия.

катерициса преобладаващото вещество във всички живи организми. Протеинът е полимер, чийто мономер е аминокиселини (20).Аминокиселините са свързани в протеинова молекула с помощта на пептидни връзки, образувани между аминогрупата на една аминокиселина и карбоксилната група на друга. Всяка клетка има уникален набор от протеини.

Има няколко нива на организация на протеиновата молекула. Първиченструктура - последователност от аминокиселини, свързани с пептидна връзка. Тази структура определя специфичността на протеина. в вториСтруктурата на молекулата има формата на спирала, нейната стабилност се осигурява от водородни връзки. Третиченструктурата се формира в резултат на превръщането на спиралата в триизмерна сферична форма - глобула. кватернервъзниква, когато няколко протеинови молекули се комбинират в един комплекс. Функционалната активност на протеините се проявява в структурата 2,3 или 3.

Структурата на протеините се променя под въздействието на различни химикали (киселина, основа, алкохол и други) и физически фактори (радиация с висока и ниска t), ензими. Ако тези промени запазват първичната структура, процесът е обратим и се извиква денатурацияРазрушаването на първичната структура се нарича коагулация(необратим процес на разрушаване на протеини)

Функции на протеините

1. структурен

2. каталитичен

3. съкратителен (протеини актин и миозин в мускулните влакна)

4. транспорт (хемоглобин)

5. регулаторен (инсулин)

6. сигнал

7. защитен

8. енергия (1 g = 17,2 kJ)

Видове нуклеинови киселини. Нуклеинова киселина- фосфорсъдържащи биополимери на живи организми, осигуряващи съхранение и предаване на наследствена информация. Те са открити през 1869 г. от швейцарския биохимик Ф. Мишер в ядрата на левкоцитите и спермата на сьомга. Впоследствие нуклеинови киселини са открити във всички растителни и животински клетки, вируси, бактерии и гъбички.

В природата има два вида нуклеинови киселини - дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК)И рибонуклеинова киселина (РНК).Разликата в имената се обяснява с факта, че молекулата на ДНК съдържа пет-въглеродната захар дезоксирибоза, а молекулата на РНК съдържа рибоза.

ДНК се намира главно в хромозомите на клетъчното ядро ​​(99% от цялата клетъчна ДНК), както и в митохондриите и хлоропластите. РНК е част от рибозомите; Молекулите на РНК също се съдържат в цитоплазмата, матрицата на пластидите и митохондриите.

Нуклеотиди- структурни компоненти на нуклеиновите киселини. Нуклеиновите киселини са биополимери, чиито мономери са нуклеотиди.

Нуклеотиди- сложни вещества. Всеки нуклеотид съдържа азотна основа, петвъглеродна захар (рибоза или дезоксирибоза) и остатък от фосфорна киселина.

Има пет основни азотни бази: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин.

ДНК.Молекулата на ДНК се състои от две полинуклеотидни вериги, спирално усукани една спрямо друга.

Нуклеотидите на ДНК молекулата съдържат четири вида азотни бази: аденин, гуанин, тимин и цитоцин. В полинуклеотидната верига съседните нуклеотиди са свързани помежду си чрез ковалентни връзки.

Полинуклеотидната верига на ДНК е усукана под формата на спирала като вита стълба и е свързана с друга, комплементарна верига, с помощта на водородни връзки, образувани между аденин и тимин (две връзки), както и гуанин и цитозин (три връзки). Нуклеотидите A и T, G и C се наричат допълващи се.

В резултат на това във всеки организъм броят на адениловите нуклеотиди е равен на броя на тимидиловите нуклеотиди, а броят на гуаниловите нуклеотиди е равен на броя на цитидиловите нуклеотиди. Благодарение на това свойство последователността на нуклеотидите в едната верига определя тяхната последователност в другата. Тази способност за селективно комбиниране на нуклеотиди се нарича допълване,и това свойство е в основата на образуването на нови ДНК молекули на базата на оригиналната молекула (репликация,т.е. удвояване).

Когато условията се променят, ДНК, подобно на протеините, може да претърпи денатурация, която се нарича топене. С постепенно връщане към нормалните условия ДНК се ренатурира.

Функция на ДНК е съхраняването, предаването и възпроизвеждането на генетична информация през поколенията. ДНК на всяка клетка кодира информация за всички протеини на даден организъм, за това кои протеини, в каква последователност и в какви количества ще бъдат синтезирани. Последователността на аминокиселините в протеините е записана в ДНК чрез така наречения генетичен (триплетен) код.

Основен Имот ДНКеспособността му да се възпроизвежда.

репликация -Това е процес на самоудвояване на ДНК молекули, който протича под контрола на ензими. Репликацията се извършва преди всяко ядрено делене. Започва с временно развиване на спиралата на ДНК под действието на ензима ДНК полимераза. На всяка от веригите, образувани след разкъсването на водородните връзки, се синтезира дъщерна ДНК верига на принципа на комплементарността. Материалът за синтеза са свободни нуклеотиди, които присъстват в ядрото

Така всяка полинуклеотидна верига играе роля матрициза нова комплементарна верига (следователно процесът на удвояване на ДНК молекули се отнася до реакции матричен синтез).Резултатът е две ДНК молекули, всяка от които има една верига, останала от родителската молекула (половината), а другата новосинтезирана. Освен това едната нова верига се синтезира непрекъснато, а втората - първата под формата на къси фрагменти, които след това се зашиват в дълга верига специален ензим - ДНК лигаза В резултат на репликацията две нови ДНК молекули са точно копие на оригиналната молекула.

Биологичният смисъл на репликацията се състои в точното предаване на наследствена информация от майчината клетка към дъщерните клетки, което се случва по време на деленето на соматичните клетки.

РНК.Структурата на РНК молекулите е в много отношения подобна на структурата на ДНК молекулите. Съществуват обаче редица съществени разлики. В молекулата на РНК нуклеотидите съдържат рибоза вместо дезоксирибоза и уридил нуклеотид (U) вместо тимидил нуклеотид (Т). Основната разлика от ДНК е, че молекулата на РНК е едноверижна. Неговите нуклеотиди обаче са способни да образуват водородни връзки помежду си (например в tRNA, rRNA молекули), но в този случай говорим за вътреверижна връзка на комплементарни нуклеотиди. РНК веригите са много по-къси от ДНК.

В клетката има няколко вида РНК, които се различават по молекулен размер, структура, местоположение в клетката и функции:

1. Информационна РНК (иРНК) – пренася генетична информация от ДНК към рибозомите

2. Рибозомна РНК (рРНК) – част от рибозомите

3. 3. Трансферна РНК (тРНК) - пренася аминокиселини до рибозомите по време на протеиновия синтез



Във всяка клетка на нашето тяло протичат милиони биохимични реакции. Те се катализират от различни ензими, които често изискват енергия. Откъде клетката го взема? На този въпрос може да се отговори, ако разгледаме структурата на молекулата на АТФ - един от основните източници на енергия.

АТФ е универсален източник на енергия

ATP означава аденозин трифосфат или аденозин трифосфат. Веществото е един от двата най-важни източника на енергия във всяка клетка. Структурата на АТФ и неговата биологична роля са тясно свързани. Повечето биохимични реакции могат да възникнат само с участието на молекули на дадено вещество, това е особено вярно, но АТФ рядко участва директно в реакцията: за да се случи всеки процес, е необходима енергията, съдържаща се в аденозинтрифосфата.

Структурата на молекулите на веществото е такава, че връзките, образувани между фосфатните групи, носят огромно количество енергия. Следователно такива връзки се наричат ​​още макроергични или макроенергийни (макро=много, голямо количество). Терминът е въведен за първи път от учения Ф. Липман и той също предлага използването на символа ̴ за обозначаването им.

Много е важно клетката да поддържа постоянно ниво на аденозин трифосфат. Това важи особено за клетките на мускулната тъкан и нервните влакна, тъй като те са най-енергийно зависими и изискват високо съдържание на аденозин трифосфат, за да изпълняват функциите си.

Структурата на молекулата на АТФ

Аденозин трифосфатът се състои от три елемента: рибоза, аденин и остатъци

Рибоза- въглехидрат, който принадлежи към пентозната група. Това означава, че рибозата съдържа 5 въглеродни атома, които са затворени в цикъл. Рибозата се свързва с аденина чрез β-N-гликозидна връзка на първия въглероден атом. Остатъците от фосфорна киселина на 5-ия въглероден атом също се добавят към пентозата.

Аденинът е азотна основа.В зависимост от това коя азотна основа е прикрепена към рибозата, се разграничават и GTP (гуанозин трифосфат), TTP (тимидин трифосфат), CTP (цитидин трифосфат) и UTP (уридин трифосфат). Всички тези вещества са подобни по структура на аденозин трифосфата и изпълняват приблизително същите функции, но те са много по-рядко срещани в клетката.

Остатъци от фосфорна киселина. Най-много три остатъка от фосфорна киселина могат да бъдат прикрепени към рибозата. Ако са две или само една, тогава веществото се нарича ADP (дифосфат) или AMP (монофосфат). Именно между фосфорните остатъци се сключват макроенергийни връзки, след разкъсването на които се освобождава 40-60 kJ енергия. При разкъсване на две връзки се отделят 80, по-рядко - 120 kJ енергия. Когато връзката между рибозата и фосфорния остатък се разкъса, се освобождават само 13,8 kJ, така че в молекулата на трифосфата има само две високоенергийни връзки (P ̴ P ̴ P), а в молекулата на ADP има една (P ̴ П).

Това са структурните характеристики на АТФ. Поради факта, че се образува макроенергийна връзка между остатъците от фосфорна киселина, структурата и функциите на АТФ са взаимосвързани.

Структурата на АТФ и биологичната роля на молекулата. Допълнителни функции на аденозин трифосфата

В допълнение към енергията, АТФ може да изпълнява много други функции в клетката. Заедно с други нуклеотидни трифосфати, трифосфатът участва в изграждането на нуклеиновите киселини. В този случай ATP, GTP, TTP, CTP и UTP са доставчици на азотни основи. Това свойство се използва в процеси и транскрипция.

АТФ е необходим и за функционирането на йонните канали. Например Na-K каналът изпомпва 3 натриеви молекули от клетката и изпомпва 2 калиеви молекули в клетката. Този йонен ток е необходим за поддържане на положителен заряд на външната повърхност на мембраната и само с помощта на аденозин трифосфат каналът може да функционира. Същото важи и за протонните и калциевите канали.

АТФ е предшественик на втория посредник cAMP (цикличен аденозин монофосфат) - cAMP не само предава сигнала, получен от рецепторите на клетъчната мембрана, но е и алостеричен ефектор. Алостеричните ефектори са вещества, които ускоряват или забавят ензимните реакции. По този начин цикличният аденозин трифосфат инхибира синтеза на ензим, който катализира разграждането на лактозата в бактериалните клетки.

Самата молекула на аденозинтрифосфата може също да бъде алостеричен ефектор. Освен това в такива процеси ADP действа като антагонист на ATP: ако трифосфатът ускорява реакцията, тогава дифосфатът го инхибира и обратно. Това са функциите и структурата на АТФ.

Как се образува АТФ в клетка?

Функциите и структурата на АТФ са такива, че молекулите на веществото бързо се използват и унищожават. Следователно синтезът на трифосфат е важен процес при образуването на енергия в клетката.

Има три най-важни начина за синтез на аденозин трифосфат:

1. Субстратно фосфорилиране.

2. Окислително фосфорилиране.

3. Фотофосфорилиране.

Субстратното фосфорилиране се основава на множество реакции, протичащи в клетъчната цитоплазма. Тези реакции се наричат ​​гликолиза - анаеробна фаза В резултат на 1 цикъл на гликолиза от 1 молекула глюкоза се синтезират две молекули, които след това се използват за производство на енергия, а също така се синтезират и два АТФ.

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

Клетъчно дишане

Окислителното фосфорилиране е образуването на аденозин трифосфат чрез прехвърляне на електрони по протежение на мембранната електротранспортна верига. В резултат на този трансфер от едната страна на мембраната се образува протонен градиент и с помощта на протеиновия интегрален набор от АТФ синтазата се изграждат молекули. Процесът протича върху митохондриалната мембрана.

Последователността от етапи на гликолиза и окислително фосфорилиране в митохондриите съставлява общ процес, наречен дишане. След пълен цикъл от 1 молекула глюкоза в клетката се образуват 36 молекули АТФ.

Фотофосфорилиране

Процесът на фотофосфорилиране е същият като окислителното фосфорилиране само с една разлика: реакциите на фотофосфорилиране протичат в хлоропластите на клетката под въздействието на светлина. АТФ се произвежда по време на светлинния етап на фотосинтезата, основният процес на производство на енергия в зелените растения, водораслите и някои бактерии.

По време на фотосинтезата електроните преминават през една и съща електронна транспортна верига, което води до образуването на протонен градиент. Концентрацията на протони от едната страна на мембраната е източникът на синтеза на АТФ. Сглобяването на молекулите се извършва от ензима АТФ синтаза.

Средната клетка съдържа 0,04% аденозин трифосфат по тегло. Въпреки това, най-високата стойност се наблюдава в мускулните клетки: 0,2-0,5%.

В една клетка има около 1 милиард молекули АТФ.

Всяка молекула живее не повече от 1 минута.

Една молекула аденозин трифосфат се обновява 2000-3000 пъти на ден.

Общо човешкото тяло синтезира 40 kg аденозин трифосфат на ден, като във всеки един момент резервът от АТФ е 250 g.

Заключение

Структурата на АТФ и биологичната роля на неговите молекули са тясно свързани. Веществото играе ключова роля в жизнените процеси, тъй като високоенергийните връзки между фосфатните остатъци съдържат огромно количество енергия. Аденозин трифосфатът изпълнява много функции в клетката и затова е важно да се поддържа постоянна концентрация на веществото. Разпадането и синтезът се извършват с висока скорост, тъй като енергията на връзките постоянно се използва в биохимичните реакции. Това е основно вещество за всяка клетка в тялото. Това е може би всичко, което може да се каже за структурата на АТФ.