Indicatori.	DNA	RNA	ATP
Essere in una gabbia	Nucleo, mitocondri, plastidi.	Nucleo, ribosomi, mitocondri, cloroplasti.	Citoplasma, nucleo, mitocondri. cloroplasti.
Situato nel nucleo.	Cromatina, cromosomi.	Nucleolo.	Carioplasma.
Struttura.	Due lunghe catene polinucleotidiche, attorcigliate elicoidalmente in modo antiparallelo l'una rispetto all'altra.	Una corta catena polinucleotidica.	Mononucleotide.
Monomeri.	Deossiribonucleotidi.	Ribonucleotidi.	NO
Composizione nucleotidica.	1) base azotata - A, G, C, T, 2) carboidrato - desossiribosio 3) residuo di acido fosforico	1) base azotata - A, G, C, U, 2) carboidrato - ribosio 3) residuo di acido fosforico	1) base azotata - A, 2) carboidrato 1 ribosio 3) tre residui di acido fosforico
Tipi di nucleotidi.	Adenile (A) Guanilico (G) Citidile (C) Timidile (T)	Adenile (A) Guanilico (G) Citidile (C) Uracile (U)	Adenilico (A)
Proprietà.	1) Capace di duplicazione o replicazione (raddoppio) secondo il principio di complementarità (complementarità o corrispondenza), cioè formazione di santi dell'idrogeno tra A-T, G-C, 2) Stabile (non cambia posizione).	1) Incapace di duplicarsi, ad eccezione dei virus a RNA, 2) Labile (passa dal nucleo al citoplasma).	Come risultato dell'idrolisi, i residui di acido fosforico vengono separati uno ad uno dall'ATP e viene rilasciata energia. ATP-ADP-AMP
Funzioni.	1) Memorizza, trasmette e riproduce l'informazione genetica 2) Regola l'attività vitale della cellula.	1) Partecipa alla biosintesi proteica a) i-RNA e m-RNA trasferiscono informazioni genetiche dal DNA al sito di sintesi proteica, b) l'r-RNA forma un ribosoma, c) il t-RNA trova e trasferisce gli amminoacidi al sito di sintesi proteica, 2) il c -RNA immagazzina, trasmette e riproduce l'informazione genetica del virus.	1) Energia.
Peculiarità.	1) Il DNA nucleare è lungo, associato a proteine ​​e forma un cromosoma lineare. 2) Il mitocondrio è corto e circolare, associato a proteine ​​e forma un cromosoma circolare. 3) Nei procarioti il ​​DNA è chiuso ad anello, non è associato a proteine ​​e non forma un cromosoma.	1) L'RNA a doppio filamento si trova in alcuni virus. 2) 5 tipi di RNA: RNA messaggero. RNA messaggero, r-RNA ribosomiale, t-RNA di trasporto, v-RNA virale	1) I residui di acido fosforico sono interconnessi da legami ad alta energia (alta energia). 2) La molecola di ATP è instabile, esiste per meno di 1 minuto, viene ripristinata e scomposta 2400 volte al giorno.

Replicazione del DNA, codice genetico, implementazione dell'informazione genetica.

3.1. replicazione del DNA. Poiché il DNA è una molecola ereditaria, per realizzare questa proprietà deve copiarsi accuratamente e quindi preservare l'informazione contenuta nella molecola di DNA originale sotto forma di una determinata sequenza di nucleotidi. Ciò si ottiene attraverso un processo speciale chiamato replica o riduplicazione.

Replica- Questo è il raddoppio della molecola di DNA. La replica si basa sulle regole di Edwin Chargaff (A+G=T+C), cioè la somma delle basi puriniche è uguale alla somma delle basi pirimidiniche. La stretta corrispondenza dei nucleotidi tra loro nelle catene di DNA accoppiate è chiamata complementarità (mutualità).

Fasi di replica:

№	Fasi di replica.
	Speciali enzimi svolgono la doppia elica della molecola di DNA e rompono i legami idrogeno tra le catene.
	L'enzima DNA polimerasi si muove lungo una catena del DNA dal carbonio 3 al carbonio 5 e, secondo la regola della complementarità (A-T, G-C), aggiunge i nucleotidi corrispondenti. Questa catena è chiamata catena principale; il suo raddoppio avviene continuamente.
	Il secondo filamento ritardato si trova antiparallelo al primo e la DNA polimerasi 1 può muoversi solo in una direzione dal carbonio 3 al carbonio 5, pertanto viene copiata in frammenti separati mentre la molecola di DNA si svolge. I frammenti sono uniti insieme da speciali enzimi - ligasi secondo il principio dell'antiparallelismo.
	Dopo la replicazione, ciascuna molecola di DNA contiene un filamento “madre” e un secondo filamento “figlia” appena sintetizzato. Questo principio di sintesi è detto semiconservativo, cioè una catena in una nuova molecola di DNA è “vecchia” e la seconda è “nuova”.

Codice genetico.

La molecola dell'ereditarietà, che è il DNA, è caratterizzata non solo dall'autoduplicazione (replicazione), ma anche dalla codifica delle informazioni utilizzando una sequenza specifica di nucleotidi. È noto che il DNA è costituito da quattro tipi di nucleotidi, ovvero l'informazione nel DNA è scritta in 4 lettere (A, T, G, C). I calcoli matematici lo dimostrano

1. Se usiamo 1 nucleotide, otteniamo 4 combinazioni diverse, 4<20.

2. Se usiamo 2 nucleotidi, otteniamo 16 combinazioni diverse (4 2 =16), 16<20.

1. Se usiamo 3 nucleotidi, otteniamo 64 combinazioni diverse (4 3 =64), 64>20.

Pertanto, una combinazione di 3 nucleotidi sarà sufficiente per codificare 20 aminoacidi. Delle 64 possibili triplette, 61 triplette codificano 20 aminoacidi essenziali presenti nelle proteine ​​cellulari e 3 triplette sono segnali di stop o terminatori che interrompono la lettura delle informazioni.

Le combinazioni di tre nucleotidi che codificano per amminoacidi specifici sono chiamate codice del DNA o codice genetico. Attualmente, il codice genetico è stato completamente decifrato, cioè è noto quali combinazioni di triplette di nucleotidi codificano 20 aminoacidi. Utilizzando una combinazione di tre nucleotidi, è possibile codificare più amminoacidi di quanto sia necessario per codificare 20 amminoacidi. Si è scoperto che ciascun amminoacido può essere codificato da diverse triplette, ad eccezione della metionina e del triptofano. Gli amminoacidi che compongono le proteine ​​naturali possono appartenere a diversi gruppi: acidi non essenziali (E), acidi essenziali (E).

Codice geneticoè un sistema per registrare informazioni genetiche nel DNA sotto forma di una sequenza specifica di nucleotidi (o un metodo per registrare la sequenza di amminoacidi in una proteina utilizzando nucleotidi).

Il codice genetico ha diverse proprietà (7 proprietà).

Composizione chimica della cellula
Soggetto:
"Acidi nucleici: DNA
RNA. Atp"
Compiti:
Caratterizzare gli acidi nucleici,
tipi di NK, loro localizzazione nella cellula, struttura,
funzioni.
Sviluppare conoscenze sulla struttura e sulle funzioni
ATP.

Acidi nucleici (NA)
Gli acidi nucleici includono
composti ad alto contenuto di polimeri,
formando purina e
basi pirimidiniche, pentoso e
acido fosforico. Nucleico
gli acidi contengono C, H, O, P e N.
Esistono due classi di acidi nucleici
acidi: acidi ribonucleici
(RNA) contenente lo zucchero ribosio
(C5H10O5) e desossiribonucleico
acidi (DNA) contenenti zucchero
desossiribosio (C5H10O4).
L'importanza degli acidi nucleici per gli organismi viventi risiede nel
garantire la conservazione, la vendita e il trasferimento ereditario
informazione.
Il DNA è contenuto nel nucleo, nei mitocondri e nei cloroplasti ed è immagazzinato
informazioni genetiche. L'RNA si trova anche nel citoplasma e
responsabile della biosintesi delle proteine.

Acidi nucleici (NA)
Le molecole di DNA sono polimeri
i cui monomeri sono
si formano desossiribonucleotidi
avanzi:
1. Acido fosforico;
2. desossiribosio;
3. Base azotata (purina -
adenina, guanina o pirimidina -
timina, citosina).
Modello tridimensionale dello spazio
struttura della molecola di DNA sotto forma di doppio
spirale fu proposta nel 1953.
Il biologo americano J. Watson e
Il fisico inglese F. Crick. Per il tuo
ricerca loro assegnata
Premio Nobel.

Acidi nucleici (NA)
Quasi J. Watson e F. Crick scoprirono la struttura chimica del gene.
Il DNA garantisce la conservazione, l'implementazione e la trasmissione dell'ereditarietà
informazione.

Acidi nucleici (NA)
E. Chargaff, dopo aver esaminato l'enorme
numero di campioni di tessuto e
organi di vari organismi,
ha rivelato quanto segue
modello:
in qualsiasi frammento di DNA
contenuto di residui di guanina
corrisponde sempre esattamente
contenuto di citosina e adenina
- Timina.
Questa posizione è stata chiamata
"Regole di Chargaff":
A+G
A = T; Sol = C
o --- = 1
C+T

Acidi nucleici (NA)
J.Watson e F.Crick
approfittato di questa regola
quando si costruisce un modello di molecola
DNA. Il DNA lo è
doppia elica. La sua molecola
formato da due
catene polinucleotidiche,
amico a spirale contorto
vicino ad un amico, e insieme in giro
asse immaginario.
Diametro della doppia elica del DNA - 2
nm, il passo della spirale comune, per cui
ci sono 10 paia di nucleotidi -
3,4 nm. Lunghezza della molecola - fino a
diversi centimetri.
Il peso molecolare è
decine e centinaia di milioni. Nel nucleo
lunghezza totale del DNA delle cellule umane
circa 1 - 2 m.

Acidi nucleici (NA)
Le basi azotate hanno una struttura ciclica, contenente
che, insieme agli atomi di carbonio, comprende atomi di altri elementi,
in particolare azoto. Per la presenza di atomi di azoto in questi composti
sono chiamati azotati, e poiché lo hanno
proprietà alcaline - basi. Basi azotate
Gli acidi nucleici appartengono alle classi delle pirimidine e delle purine.

Caratteristiche del DNA
Come risultato della reazione di condensazione
base azotata e desossiribosio
si forma un nucleoside.
Durante la reazione di condensazione tra
nucleoside e acido fosforico
si forma un nucleotide.
I nomi dei nucleotidi differiscono da
nomi delle basi corrispondenti.
Entrambi sono solitamente designati
in maiuscolo (A,T,G,C):
Adenina – adenile; guanina –
guanile; citosina – citidile;
timina – timidil nucleotidi.

Caratteristiche del DNA
Una catena di nucleotidi
si forma di conseguenza
reazioni di condensazione
nucleotidi.
Inoltre, tra i 3"-carbon
uno zucchero rimasto
nucleotide e residuo
acido fosforico di un altro
si verifica il fosfodiestere
connessione.
Di conseguenza,
non ramificati
catene polinucleotidiche. Uno
estremità di una catena polinucleotidica
termina con un carbonio da 5" (it
è chiamata l'estremità da 5"), l'altra è l'estremità in carbonio da 3" (estremità da 3").

10.

Caratteristiche del DNA

11.

Caratteristiche del DNA
Contro un filamento di nucleotidi
si trova la seconda catena.
Catene polinucleotidiche in una molecola di DNA
stare vicini gli uni agli altri
a causa della comparsa dell’idrogeno
legami tra basi azotate
nucleotidi situati l'uno nell'altro
contro un amico.
Si basa sul principio dell'interazione complementare tra le coppie
basi: contro adenina - timina su un'altra catena, e contro guanina citosina su un'altra, cioè l'adenina è complementare alla timina e tra
hanno due legami idrogeno e guanina-citosina (tre legami idrogeno
comunicazioni).
La complementarità è la capacità dei nucleotidi di
connessione selettiva tra loro.

12.

Caratteristiche del DNA

13.

Caratteristiche del DNA
I filamenti di DNA sono antiparalleli
(multidirezionale), cioè contro
L'estremità da 3" di una catena è l'estremità da 5" dell'altra.
Di fronte alla periferia della molecola
spina dorsale zucchero-fosfato. Dentro
le molecole sono azotate invertite
motivi.
Una delle proprietà uniche
La molecola del DNA è lei
replica: la capacità di
autoduplicazione - riproduzione
copie esatte della molecola originale.

14.

15.

replicazione del DNA
Grazie a questa capacità
Vengono effettuate le molecole di DNA
trasmissione ereditaria
informazioni dalla cellula madre
figlie durante la divisione.
Il processo di autoduplicazione di una molecola
Il DNA è chiamato replicazione.
La replica è un processo complesso
procedendo con la partecipazione degli enzimi
(DNA polimerasi e altri) e
trifosfati desossiribonucleosidici.
Viene eseguita la replica
in modo semi-conservativo, quindi
c'è ogni filamento di DNA che sporge dentro
il ruolo della matrice, secondo il principio
la complementarità si sta completando
nuova catena. Quindi, dentro
ogni DNA figlia ha un filamento
è materno, e il secondo lo è
appena sintetizzato.

16.

replicazione del DNA
Nel filamento del DNA materno
antiparallelo. Le DNA polimerasi sono capaci
muoviti in uno
direzione - dall'estremità 3" all'estremità 5", costruendo
catena infantile
antiparallelo - da 5" a
Estremità da 3 pollici.
Pertanto, la DNA polimerasi
continuamente
si muove dentro
direzione 3"→5"
una catena, sintetizzando
figlia Questa catena
chiamato leader.

17.

replicazione del DNA
Altra DNA polimerasi
si muove lungo un'altra catena
retro (anche in
direzione 3"→5"),
sintetizzando la seconda figlia
catena in frammenti (loro
chiamati frammenti
Okazaki), che dopo
replica completata
sono cuciti insieme da ligasi in un unico
catena. Questa catena si chiama
in ritardo.
Quindi, sulla catena 3"-5"
la replica è in corso
e sulla catena 5"-3" - in modo intermittente.

18.

19. Caratteristiche dell'RNA

Le molecole di RNA sono polimeri
i cui monomeri sono
ribonucleotidi formati da: residuo
zucchero a cinque atomi di carbonio - ribosio; il promemoria
una delle basi azotate: purina -
adenina, guanina; pirimidina - uracile,
citosina; residuo di acido fosforico.

20. Caratteristiche dell'RNA

La molecola di RNA lo è
polinucleotide non ramificato che
può avere una struttura primaria -
sequenza nucleotidica, secondaria
– formazione di anelli dovuti all'accoppiamento
nucleotidi complementari, o
struttura terziaria – istruzione
struttura compatta grazie a
Interazioni di regioni elicoidali
struttura secondaria.

21.

Caratteristiche dell'RNA
Come risultato della reazione di condensazione di una base azotata con lo zucchero
il ribosio forma un ribonucleoside durante la reazione di condensazione
il nucleoside con l'acido fosforico forma un ribonucleotide.
Nomi dei nucleotidi: purina (biciclica) - adenile,
guanile, pirimidina - uridile e citidile.

22. Caratteristiche dell'RNA

23.

Caratteristiche dell'RNA
Nucleotidi dell'RNA durante la reazione
si formano delle condense
legami esteri, quindi
si forma il polinucleotide
catena.

24. Caratteristiche dell'RNA

A differenza del DNA, una molecola di RNA è solitamente
formato non da due, ma da uno
catena polinucleotidica. Tuttavia, lei
anche i nucleotidi sono in grado di formarsi
legami idrogeno tra loro, ma questo
connessioni intra- piuttosto che interchain
nucleotidi complementari. Filamenti di RNA
molto più corti dei filamenti di DNA.
Informazioni sulla struttura della molecola di RNA
incorporati nelle molecole di DNA. Sintesi di molecole
L'RNA si presenta su un modello di DNA con la partecipazione
enzimi della RNA polimerasi e si chiama
trascrizione. Se il contenuto del DNA in
la cella è relativamente costante, quindi
Il contenuto di RNA fluttua notevolmente.
La più grande quantità di RNA nelle cellule
osservato durante la sintesi proteica.

25.

Caratteristiche dell'RNA

26. Caratteristiche dell'RNA

Contenuto di RNA in qualsiasi
celle è 5-10 volte più alto
Contenuto del DNA. Esiste
tre classi principali
acidi ribonucleici:
Informazione
(modello) RNA - mRNA (5%);
RNA di trasferimento - tRNA
(10%);
RNA ribosomiale - rRNA
(85%).
Tutti i tipi di RNA forniscono
biosintesi delle proteine.

27. Caratteristiche dell'RNA

RNA messaggero.
Il più vario
dimensioni e stabilità
Classe. Lo sono tutti
portatori di genetica
informazioni dal kernel a
citoplasma. Loro servono
matrice per la sintesi
molecole proteiche, perché
determinare l'amminoacido
sotto sequenza
struttura primaria
molecola proteica.
L'mRNA rappresenta fino a
5% del contenuto totale
RNA per cellula, circa 30.000
nucleotidi.

28. Caratteristiche dell'RNA

Trasferimento dell'RNA
Le molecole di RNA di trasferimento contengono
solitamente 76-85 nucleotidi e hanno
struttura terziaria, quota di tRNA
rappresenta fino al 10% del contenuto totale
RNA nella cellula.
Funzioni: forniscono aminoacidi
il sito della sintesi proteica, i ribosomi.
La cellula contiene più di 30 tipi di tRNA.
Ogni tipo di tRNA ha solo una caratteristica
per esso la sequenza di nucleotidi.
Tuttavia, tutte le molecole ne hanno diversi
complementare intramolecolare
aree, grazie alla presenza di cui tutte
I tRNA hanno una struttura terziaria
a forma di foglia di trifoglio.

29. Caratteristiche dell'RNA

30. Caratteristiche dell'RNA

RNA ribosomiale.
La quota di RNA ribosomiale
(rRNA) rappresenta l'80-85% del
contenuto totale di RNA in
cella, sono costituiti da 3.000 – 5.000
nucleotidi.
Ribosomi citoplasmatici
contengono 4 molecole diverse
RNA. Nella subunità piccola ce n'è uno
molecola, in una grande - tre
Molecole di RNA. Nel ribosoma
circa 100 molecole proteiche.

31.

Caratteristiche dell'ATP
L’acido adenosina trifosforico (ATP) è un trasportatore universale
e il principale accumulatore di energia nelle cellule viventi. L'ATP è contenuto in
tutte le cellule delle piante e degli animali. La quantità di ATP fluttua e
la media è 0,04% (peso umido per cella).

32.

Caratteristiche dell'ATP
In una cellula, la molecola di ATP viene consumata entro un minuto
la sua educazione. Una persona ha una quantità di ATP pari al suo peso corporeo.
si forma e si distrugge ogni 24 ore.

33.

Caratteristiche dell'ATP
L'ATP è un nucleotide formato dai residui
base azotata (adenina), zucchero (ribosio) e fosforo
acidi. A differenza di altri nucleotidi, l'ATP non ne contiene uno, ma
tre residui di acido fosforico.

34.

Caratteristiche dell'ATP
L'ATP si riferisce a sostanze ad alta energia - sostanze
contenenti una grande quantità di energia nei loro legami.
L'ATP è una molecola instabile: dopo idrolisi del residuo terminale
acido fosforico, l'ATP viene convertito in ADP (adenosina difosforico
acido) e vengono rilasciati 30,6 kJ di energia.

35.

Caratteristiche dell'ATP
L'ADP può anche subire la decomposizione per formare AMP
(acido adenosina monofosforico). Produzione di energia gratuita a
la scissione del secondo residuo terminale è di circa 30,6 kJ.

36.

Caratteristiche dell'ATP
L'eliminazione del terzo gruppo fosfato è accompagnata da
rilasciando solo 13,8 kJ. Pertanto, l’ATP ne ha due
connessioni macroergiche.

Cosa sono il DNA e l'RNA? Quali sono le loro funzioni e il loro significato nel nostro mondo? Di cosa sono fatti e come funzionano? Di questo e altro si parla nell'articolo.

Cosa sono il DNA e l'RNA

Le scienze biologiche che studiano i principi di conservazione, implementazione e trasmissione dell'informazione genetica, la struttura e le funzioni dei biopolimeri irregolari appartengono alla biologia molecolare.

I biopolimeri, composti organici ad alto peso molecolare formati da residui nucleotidici, sono acidi nucleici. Memorizzano informazioni su un organismo vivente, ne determinano lo sviluppo, la crescita e l'ereditarietà. Questi acidi sono coinvolti nella biosintesi delle proteine.

In natura esistono due tipi di acidi nucleici:

• DNA - desossiribonucleico;
• L'RNA è ribonucleico.

Al mondo fu detto cos'è il DNA nel 1868, quando fu scoperto nei nuclei cellulari dei leucociti e nello sperma di salmone. Successivamente furono ritrovati in tutte le cellule animali e vegetali, nonché nei batteri, nei virus e nei funghi. Nel 1953, J. Watson e F. Crick, come risultato dell'analisi strutturale a raggi X, costruirono un modello costituito da due catene polimeriche attorcigliate a spirale l'una attorno all'altra. Nel 1962, questi scienziati furono insigniti del Premio Nobel per la loro scoperta.

Acido desossiribonucleico

Cos'è il DNA? Questo è un acido nucleico che contiene il genotipo di un individuo e trasmette informazioni per eredità, autoriproducendosi. Poiché queste molecole sono così grandi, esiste un numero enorme di possibili sequenze nucleotidiche. Pertanto, il numero di molecole diverse è praticamente infinito.

Struttura del DNA

Queste sono le molecole biologiche più grandi. Le loro dimensioni vanno da un quarto dei batteri ai quaranta millimetri del DNA umano, molto più grandi della dimensione massima di una proteina. Sono costituiti da quattro monomeri, i componenti strutturali degli acidi nucleici - nucleotidi, che includono una base azotata, un residuo di acido fosforico e desossiribosio.

Le basi azotate hanno un doppio anello di carbonio e azoto: le purine e un anello: le pirimidine.

Le purine sono adenina e guanina, mentre le pirimidine sono timina e citosina. Sono designati con lettere latine maiuscole: A, G, T, C; e nella letteratura russa - in cirillico: A, G, T, Ts usando un legame idrogeno chimico, si collegano tra loro, provocando la comparsa di acidi nucleici.

Nell'Universo, la spirale è la forma più comune. Quindi anche la struttura della molecola del DNA ce l'ha. La catena polinucleotidica è attorcigliata come una scala a chiocciola.

Le catene nella molecola sono dirette in modo opposto l'una dall'altra. Si scopre che se in una catena l'orientamento va dall'estremità 3" a 5", nell'altra catena l'orientamento sarà l'opposto: dall'estremità 5" a 3".

Principio di complementarità

I due filamenti sono uniti in una molecola da basi azotate in modo tale che l'adenina ha un legame con la timina e la guanina solo con la citosina. I nucleotidi consecutivi in ​​una catena determinano l'altra. Questa corrispondenza, che è alla base della comparsa di nuove molecole a seguito di replicazione o duplicazione, è stata chiamata complementarità.

Si scopre che il numero di nucleotidi adenilici è uguale al numero di nucleotidi timidilici e i nucleotidi guanilici sono uguali al numero di nucleotidi citidilici. Questa corrispondenza divenne nota come regola di Chargaff.

Replica

Il processo di autoriproduzione, che avviene sotto il controllo degli enzimi, è la proprietà principale del DNA.

Tutto inizia con lo svolgimento dell'elica grazie all'enzima DNA polimerasi. Dopo che i legami idrogeno si sono rotti, nell'uno e nell'altro filamento viene sintetizzata una catena figlia, il cui materiale sono i nucleotidi liberi presenti nel nucleo.

Ogni filamento di DNA è un modello per un nuovo filamento. Di conseguenza, da una si ottengono due molecole madri assolutamente identiche. In questo caso, un thread viene sintetizzato come un thread continuo e l'altro è prima frammentario, solo successivamente si unisce.

Geni del DNA

La molecola trasporta tutte le informazioni importanti sui nucleotidi e determina la posizione degli amminoacidi nelle proteine. Il DNA degli esseri umani e di tutti gli altri organismi immagazzina informazioni sulle sue proprietà, trasmettendole ai discendenti.

Parte di esso è un gene, un gruppo di nucleotidi che codifica le informazioni su una proteina. La totalità dei geni di una cellula costituisce il suo genotipo o genoma.

I geni si trovano su una sezione specifica del DNA. Sono costituiti da un certo numero di nucleotidi disposti in una combinazione sequenziale. Ciò significa che il gene non può cambiare la sua posizione nella molecola e ha un numero di nucleotidi molto specifico. La loro sequenza è unica. Ad esempio, un ordine viene utilizzato per produrre l'adrenalina e un altro per l'insulina.

Oltre ai geni, il DNA contiene sequenze non codificanti. Regolano la funzione genetica, aiutano i cromosomi e segnano l'inizio e la fine di un gene. Ma oggi il ruolo della maggior parte di loro resta sconosciuto.

Acido ribonucleico

Questa molecola è simile in molti modi all'acido desossiribonucleico. Tuttavia, non è grande quanto il DNA. E l'RNA è costituito anche da quattro tipi di nucleotidi polimerici. Tre di essi sono simili al DNA, ma al posto della timina contengono uracile (U o U). Inoltre, l'RNA è costituito da un carboidrato: il ribosio. La differenza principale è che l'elica di questa molecola è singola, a differenza della doppia elica del DNA.

Funzioni dell'RNA

Le funzioni dell'acido ribonucleico si basano su tre diversi tipi di RNA.

L'informazione trasferisce l'informazione genetica dal DNA al citoplasma del nucleo. Si chiama anche matrice. Questa è una catena aperta sintetizzata nel nucleo utilizzando l'enzima RNA polimerasi. Nonostante il fatto che la sua percentuale nella molecola sia estremamente bassa (dal 3 al 5% della cellula), ha la funzione più importante: fungere da matrice per la sintesi delle proteine, informando sulla loro struttura dalle molecole di DNA. Una proteina è codificata da un DNA specifico, quindi il loro valore numerico è uguale.

Il sistema ribosomiale è costituito principalmente da granuli citoplasmatici - ribosomi. Gli R-RNA sono sintetizzati nel nucleo. Costituiscono circa l'ottanta per cento dell'intera cellula. Questa specie ha una struttura complessa, che forma anelli su parti complementari, che porta all'autorganizzazione molecolare in un corpo complesso. Tra questi, ce ne sono tre tipi nei procarioti e quattro negli eucarioti.

Il trasporto agisce come un “adattatore”, disponendo gli aminoacidi della catena polipeptidica nell'ordine appropriato. In media, è costituito da ottanta nucleotidi. La cella ne contiene, di regola, quasi il quindici%. È progettato per trasportare gli amminoacidi dove vengono sintetizzate le proteine. Ci sono da venti a sessanta tipi di RNA di trasferimento in una cellula. Hanno tutti un'organizzazione simile nello spazio. Acquisiscono una struttura chiamata quadrifoglio.

Che cosa è RNA e DNA

Quando fu scoperto il DNA, il suo ruolo non era così ovvio. Ancora oggi, nonostante siano state rivelate molte più informazioni, alcune domande rimangono senza risposta. E alcuni potrebbero non essere nemmeno ancora formulati.

Il significato biologico ben noto del DNA e dell'RNA è che il DNA trasmette informazioni ereditarie e l'RNA è coinvolto nella sintesi proteica e codifica la struttura proteica.

Tuttavia, ci sono versioni in cui questa molecola è collegata alla nostra vita spirituale. Cos’è il DNA umano in questo senso? Contiene tutte le informazioni su di lui, sulla sua attività vitale e sulla sua eredità. I metafisici credono che in esso sia contenuta l'esperienza delle vite passate, le funzioni di ripristino del DNA e persino l'energia del Sé Superiore: il Creatore, Dio.

Secondo loro le catene contengono codici relativi a tutti gli aspetti della vita, compresa la parte spirituale. Ma alcune informazioni, ad esempio sul ripristino del proprio corpo, si trovano nella struttura del cristallo dello spazio multidimensionale situato attorno al DNA. Rappresenta un dodecaedro ed è la memoria di tutta la forza vitale.

A causa del fatto che una persona non si carica di conoscenza spirituale, lo scambio di informazioni nel DNA con il guscio cristallino avviene molto lentamente. Per la persona media è solo il 15%.

Si presume che ciò sia stato fatto appositamente per abbreviare la vita umana e scendere al livello della dualità. Pertanto, il debito karmico di una persona aumenta e il livello di vibrazione necessario per alcune entità viene mantenuto sul pianeta.

Carboidrati- Questi sono composti organici che includono carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati si dividono in mono-, di- e polisaccaridi.

I monosaccaridi sono zuccheri semplici costituiti da 3 o più atomi di carbonio: glucosio, ribosio e desossiribosio. Non idrolizza, può cristallizzare, solubile in acqua, ha un sapore dolce

I polisaccaridi si formano come risultato della polimerizzazione dei monosaccaridi. Allo stesso tempo perdono la capacità di cristallizzare e il loro sapore dolce. Esempio: amido, glicogeno, cellulosa.

1. L'energia è la principale fonte di energia nella cellula (1 grammo = 17,6 kJ)

2. strutturale - parte delle membrane delle cellule vegetali (cellulosa) e delle cellule animali

3. fonte per la sintesi di altri composti

4. conservazione (glicogeno - nelle cellule animali, amido - nelle cellule vegetali)

5. connessione

Lipidi- composti complessi di glicerolo e acidi grassi. Insolubile in acqua, solo in solventi organici. Esistono lipidi semplici e complessi.

Funzioni dei lipidi:

1. strutturale: la base di tutte le membrane cellulari

2. energia (1 g = 37,6 kJ)

3. stoccaggio

4. isolamento termico

5. fonte di acqua intracellulare

ATP- un'unica sostanza universale ad alta intensità energetica nelle cellule di piante, animali e microrganismi. Con l'aiuto dell'ATP, l'energia viene accumulata e trasportata nella cellula. L'ATP è costituito dalla base azotata adeina, dal carboidrato ribosio e da tre residui di acido fosforico. I gruppi fosfato sono collegati tra loro tramite legami ad alta energia. Le funzioni dell'ATP sono il trasferimento di energia.

Scoiattoli sono la sostanza predominante in tutti gli organismi viventi. La proteina è un polimero il cui monomero è amminoacidi (20). Gli amminoacidi sono collegati in una molecola proteica mediante legami peptidici formati tra il gruppo amminico di un amminoacido e il gruppo carbossilico di un altro. Ogni cellula ha un insieme unico di proteine.

Esistono diversi livelli di organizzazione della molecola proteica. Primario struttura - sequenza di amminoacidi collegati da un legame peptidico. Questa struttura determina la specificità della proteina. In secondario La struttura della molecola ha la forma di una spirale, la sua stabilità è assicurata dai legami idrogeno. Terziario la struttura si forma come risultato della trasformazione della spirale in una forma sferica tridimensionale - un globulo. Quaternario si verifica quando più molecole proteiche si combinano in un unico complesso. L'attività funzionale delle proteine ​​si manifesta nella struttura 2,3 o 3.

La struttura delle proteine ​​cambia sotto l'influenza di varie sostanze chimiche (acidi, alcali, alcol e altri) e fattori fisici (radiazioni ad alta e bassa t), enzimi. Se queste modifiche preservano la struttura primaria, il processo è reversibile e viene chiamato denaturazione. Si chiama distruzione della struttura primaria coagulazione(processo irreversibile di distruzione delle proteine)

Funzioni delle proteine

1. strutturale

2. catalitico

3. contrattile (proteine ​​actina e miosina nelle fibre muscolari)

4. trasporto (emoglobina)

5. regolatorio (insulina)

6. segnale

7. protettivo

8. energia (1 g=17,2 kJ)

Tipi di acidi nucleici. Acidi nucleici- biopolimeri contenenti fosforo di organismi viventi, che forniscono la conservazione e la trasmissione di informazioni ereditarie. Furono scoperti nel 1869 dal biochimico svizzero F. Miescher nei nuclei dei leucociti e nello sperma di salmone. Successivamente, gli acidi nucleici sono stati trovati in tutte le cellule vegetali e animali, virus, batteri e funghi.

In natura esistono due tipi di acidi nucleici: acido desossiribonucleico (DNA) E acido ribonucleico (RNA). La differenza nei nomi è spiegata dal fatto che la molecola di DNA contiene lo zucchero desossiribosio a cinque atomi di carbonio e la molecola di RNA contiene ribosio.

Il DNA si trova principalmente nei cromosomi del nucleo cellulare (99% di tutto il DNA cellulare), così come nei mitocondri e nei cloroplasti. L'RNA fa parte dei ribosomi; Le molecole di RNA sono contenute anche nel citoplasma, matrice dei plastidi e dei mitocondri.

Nucleotidi- componenti strutturali degli acidi nucleici. Gli acidi nucleici sono biopolimeri i cui monomeri sono nucleotidi.

Nucleotidi- sostanze complesse. Ogni nucleotide contiene una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio (ribosio o desossiribosio) e un residuo di acido fosforico.

Le basi azotate principali sono cinque: adenina, guanina, uracile, timina e citosina.

DNA. Una molecola di DNA è costituita da due catene polinucleotidiche, avvolte a spirale l'una rispetto all'altra.

I nucleotidi di una molecola di DNA contengono quattro tipi di basi azotate: adenina, guanina, timina e citocina. In una catena polinucleotidica i nucleotidi vicini sono collegati tra loro da legami covalenti.

La catena polinucleotidica del DNA è attorcigliata a forma di spirale come una scala a chiocciola e collegata ad un'altra catena complementare, utilizzando legami idrogeno formati tra adenina e timina (due legami), nonché guanina e citosina (tre legami). Vengono chiamati i nucleotidi A e T, G e C complementare.

Di conseguenza, in qualsiasi organismo il numero di nucleotidi adenilici è uguale al numero di nucleotidi timidilici e il numero di nucleotidi guanilici è uguale al numero di nucleotidi citidilici. Grazie a questa proprietà, la sequenza dei nucleotidi in una catena determina la loro sequenza nell'altra. Questa capacità di combinare selettivamente i nucleotidi viene chiamata complementarità, e questa proprietà è alla base della formazione di nuove molecole di DNA basate sulla molecola originale (replica, cioè raddoppiare).

Quando le condizioni cambiano, il DNA, come le proteine, può subire una denaturazione, chiamata fusione. Con un graduale ritorno alle condizioni normali, il DNA si rinatura.

Funzione del DNA è l'immagazzinamento, la trasmissione e la riproduzione dell'informazione genetica nel corso delle generazioni. Il DNA di qualsiasi cellula codifica informazioni su tutte le proteine ​​di un dato organismo, su quali proteine, in quale sequenza e in quali quantità verranno sintetizzate. La sequenza degli aminoacidi nelle proteine ​​è scritta nel DNA mediante il cosiddetto codice genetico (tripletto).

Principale proprietà DNAÈ la sua capacità di replicarsi.

Replica - Questo è un processo di autoduplicazione delle molecole di DNA che avviene sotto il controllo degli enzimi. La replica avviene prima di ogni divisione nucleare. Inizia con lo svolgimento temporaneo dell'elica del DNA sotto l'azione dell'enzima DNA polimerasi. Su ciascuna delle catene formate dopo la rottura dei legami idrogeno, secondo il principio di complementarità, viene sintetizzato un filamento di DNA figlia. Il materiale per la sintesi sono nucleotidi liberi presenti nel nucleo

Pertanto, ciascuna catena polinucleotidica svolge un ruolo matrici per una nuova catena complementare (quindi, il processo di raddoppio delle molecole di DNA si riferisce a reazioni sintesi della matrice). Il risultato sono due molecole di DNA, ciascuna delle quali ha una catena rimasta dalla molecola madre (metà) e l'altra appena sintetizzata, inoltre, una nuova catena viene sintetizzata nel suo insieme e la seconda - la prima sotto forma di brevi frammenti , che vengono poi cuciti in una lunga catena da uno speciale enzima: la DNA ligasi. Come risultato della replicazione, due nuove molecole di DNA sono una copia esatta della molecola originale.

Il significato biologico della replicazione risiede nel trasferimento accurato delle informazioni ereditarie dalla cellula madre alle cellule figlie, che avviene durante la divisione delle cellule somatiche.

RNA. La struttura delle molecole di RNA è per molti versi simile alla struttura delle molecole di DNA. Tuttavia, ci sono una serie di differenze significative. Nella molecola di RNA, i nucleotidi contengono ribosio invece di desossiribosio e uridil nucleotide (U) invece di timidil nucleotide (T). La differenza principale rispetto al DNA è che la molecola di RNA è un singolo filamento. Tuttavia, i suoi nucleotidi sono in grado di formare legami idrogeno tra loro (ad esempio, nelle molecole di tRNA, rRNA), ma in questo caso stiamo parlando di una connessione intracatena di nucleotidi complementari. Le catene dell'RNA sono molto più corte del DNA.

Esistono diversi tipi di RNA in una cellula, che differiscono per dimensioni molecolari, struttura, posizione nella cellula e funzioni:

1. RNA messaggero (mRNA): trasferisce le informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi

2. RNA ribosomiale (rRNA) - parte dei ribosomi

3. 3. RNA di trasferimento (tRNA) - trasporta gli aminoacidi ai ribosomi durante la sintesi proteica



Milioni di reazioni biochimiche avvengono in ogni cellula del nostro corpo. Sono catalizzati da una varietà di enzimi, che spesso richiedono energia. Dove lo prende la cellula? È possibile rispondere a questa domanda se consideriamo la struttura della molecola ATP, una delle principali fonti di energia.

L’ATP è una fonte universale di energia

ATP sta per adenosina trifosfato o adenosina trifosfato. La sostanza è una delle due fonti di energia più importanti in ogni cellula. La struttura dell'ATP e il suo ruolo biologico sono strettamente correlati. La maggior parte delle reazioni biochimiche può avvenire solo con la partecipazione di molecole di una sostanza, questo è particolarmente vero. Tuttavia, l'ATP è raramente coinvolto direttamente nella reazione: affinché avvenga qualsiasi processo, è necessaria l'energia contenuta proprio nell'adenosina trifosfato.

La struttura delle molecole della sostanza è tale che i legami formati tra i gruppi fosfato trasportano un'enorme quantità di energia. Pertanto tali legami sono anche detti macroergici, o macroenergetici (macro=molti, grande quantità). Il termine fu introdotto per la prima volta dallo scienziato F. Lipman, il quale propose anche di utilizzare il simbolo ̴ per designarli.

È molto importante che la cellula mantenga un livello costante di adenosina trifosfato. Ciò è particolarmente vero per le cellule muscolari e le fibre nervose, perché sono le più dipendenti dall'energia e richiedono un alto contenuto di adenosina trifosfato per svolgere le loro funzioni.

La struttura della molecola di ATP

L'adenosina trifosfato è costituita da tre elementi: ribosio, adenina e residui

Ribosio- un carboidrato appartenente al gruppo dei pentosi. Ciò significa che il ribosio contiene 5 atomi di carbonio, che sono racchiusi in un ciclo. Il ribosio si collega all'adenina attraverso un legame β-N-glicosidico sul primo atomo di carbonio. Al pentoso vengono aggiunti anche residui di acido fosforico sul 5° atomo di carbonio.

L'adenina è una base azotata. A seconda di quale base azotata è attaccata al ribosio, si distinguono anche GTP (guanosina trifosfato), TTP (timidina trifosfato), CTP (citidina trifosfato) e UTP (uridina trifosfato). Tutte queste sostanze hanno una struttura simile all'adenosina trifosfato e svolgono approssimativamente le stesse funzioni, ma sono molto meno comuni nella cellula.

Residui di acido fosforico. Al ribosio possono essere attaccati al massimo tre residui di acido fosforico. Se ce ne sono due o uno solo, la sostanza si chiama ADP (difosfato) o AMP (monofosfato). È tra i residui di fosforo che si concludono i legami macroenergetici, dopo la rottura dei quali vengono rilasciati da 40 a 60 kJ di energia. Se due legami vengono rotti, vengono rilasciati 80, meno spesso - 120 kJ di energia. Quando il legame tra ribosio e il residuo di fosforo viene rotto, vengono rilasciati solo 13,8 kJ, quindi ci sono solo due legami ad alta energia nella molecola del trifosfato (P ̴ P ̴ P), e nella molecola dell'ADP ce n'è uno (P ̴ P).

Queste sono le caratteristiche strutturali dell’ATP. A causa del fatto che si forma un legame macroenergetico tra i residui di acido fosforico, la struttura e le funzioni dell'ATP sono interconnesse.

La struttura dell'ATP e il ruolo biologico della molecola. Funzioni aggiuntive dell'adenosina trifosfato

Oltre all’energia, l’ATP può svolgere molte altre funzioni nella cellula. Insieme ad altri trifosfati nucleotidici, il trifosfato è coinvolto nella costruzione degli acidi nucleici. In questo caso ATP, GTP, TTP, CTP e UTP sono fornitori di basi azotate. Questa proprietà viene utilizzata nei processi e nella trascrizione.

L'ATP è necessario anche per il funzionamento dei canali ionici. Ad esempio, il canale Na-K pompa 3 molecole di sodio fuori dalla cellula e pompa 2 molecole di potassio nella cellula. Questa corrente ionica è necessaria per mantenere una carica positiva sulla superficie esterna della membrana e solo con l'aiuto dell'adenosina trifosfato il canale può funzionare. Lo stesso vale per i canali protonici e del calcio.

L'ATP è il precursore del secondo messaggero cAMP (adenosina monofosfato ciclico) - il cAMP non solo trasmette il segnale ricevuto dai recettori della membrana cellulare, ma è anche un effettore allosterico. Gli effettori allosterici sono sostanze che accelerano o rallentano le reazioni enzimatiche. Pertanto, l'adenosina trifosfato ciclico inibisce la sintesi di un enzima che catalizza la degradazione del lattosio nelle cellule batteriche.

La stessa molecola di adenosina trifosfato può anche essere un effettore allosterico. Inoltre, in tali processi, l'ADP agisce come un antagonista dell'ATP: se il trifosfato accelera la reazione, il difosfato la inibisce e viceversa. Queste sono le funzioni e la struttura dell'ATP.

Come si forma l'ATP in una cellula?

Le funzioni e la struttura dell'ATP sono tali che le molecole della sostanza vengono rapidamente utilizzate e distrutte. Pertanto, la sintesi del trifosfato è un processo importante nella formazione di energia nella cellula.

Esistono tre modi più importanti per la sintesi dell'adenosina trifosfato:

1. Fosforilazione del substrato.

2. Fosforilazione ossidativa.

3. Fotofosforilazione.

La fosforilazione del substrato si basa su molteplici reazioni che si verificano nel citoplasma cellulare. Queste reazioni sono chiamate glicolisi - stadio anaerobico. Come risultato di 1 ciclo di glicolisi, da 1 molecola di glucosio vengono sintetizzate due molecole, che vengono poi utilizzate per produrre energia, e vengono anche sintetizzati due ATP.

• C6H12O6+2ADP+2Pn --> 2C3H4O3+2ATP+4H.

Respirazione cellulare

La fosforilazione ossidativa è la formazione di adenosina trifosfato mediante il trasferimento di elettroni lungo la catena di trasporto degli elettroni della membrana. Come risultato di questo trasferimento, su un lato della membrana si forma un gradiente protonico e, con l'aiuto dell'insieme proteico integrale dell'ATP sintasi, vengono costruite le molecole. Il processo avviene sulla membrana mitocondriale.

La sequenza degli stadi della glicolisi e della fosforilazione ossidativa nei mitocondri costituisce un processo comune chiamato respirazione. Dopo un ciclo completo, da 1 molecola di glucosio nella cellula si formano 36 molecole di ATP.

Fotofosforilazione

Il processo di fotofosforilazione è lo stesso della fosforilazione ossidativa con una sola differenza: le reazioni di fotofosforilazione avvengono nei cloroplasti della cellula sotto l'influenza della luce. L'ATP viene prodotto durante la fase luminosa della fotosintesi, il principale processo di produzione di energia nelle piante verdi, nelle alghe e in alcuni batteri.

Durante la fotosintesi, gli elettroni passano attraverso la stessa catena di trasporto degli elettroni, dando luogo alla formazione di un gradiente protonico. La concentrazione di protoni su un lato della membrana è la fonte della sintesi di ATP. L'assemblaggio delle molecole viene effettuato dall'enzima ATP sintasi.

La cella media contiene lo 0,04% di adenosina trifosfato in peso. Tuttavia, il valore più alto si osserva nelle cellule muscolari: 0,2-0,5%.

In una cellula ci sono circa 1 miliardo di molecole di ATP.

Ogni molecola vive non più di 1 minuto.

Una molecola di adenosina trifosfato viene rinnovata 2000-3000 volte al giorno.

In totale, il corpo umano sintetizza 40 kg di adenosina trifosfato al giorno e in ogni momento la riserva di ATP è di 250 g.

Conclusione

La struttura dell'ATP e il ruolo biologico delle sue molecole sono strettamente correlati. La sostanza svolge un ruolo chiave nei processi vitali, poiché i legami ad alta energia tra i residui di fosfato contengono un'enorme quantità di energia. L'adenosina trifosfato svolge molte funzioni nella cellula, quindi è importante mantenere una concentrazione costante della sostanza. Il decadimento e la sintesi avvengono ad alta velocità, poiché l'energia dei legami viene costantemente utilizzata nelle reazioni biochimiche. Questa è una sostanza essenziale per qualsiasi cellula del corpo. Questo è probabilmente tutto ciò che si può dire sulla struttura dell'ATP.