Rodikliai.	DNR	RNR	ATP
Buvimas narve	Branduolys, mitochondrijos, plastidai.	Branduolys, ribosomos, mitochondrijos, chloroplastai.	Citoplazma, branduolys, mitochondrijos. chloroplastai.
Įsikūręs šerdyje.	Chromatinas, chromosomos.	Nukleolis.	Karioplazma.
Struktūra.	Dvi ilgos polinukleotidų grandinės, viena kitos atžvilgiu susuktos antilygiagrečiai.	Viena trumpa polinukleotidų grandinė.	Mononukleotidas.
Monomerai.	Dezoksiribonukleotidai.	Ribonukleotidai.	Nr
Nukleotidų sudėtis.	1) azoto bazė - A, G, C, T, 2) angliavandeniai - dezoksiribozė 3) fosforo rūgšties likutis	1) azoto bazė - A, G, C, U, 2) angliavandeniai - ribozė 3) fosforo rūgšties likutis	1) azoto bazė - A, 2) angliavandeniai 1 ribozė 3) trys fosforo rūgšties liekanos
Nukleotidų tipai.	Adenilas (A) guanilas (G) citidilas (C) timidilas (T)	Adenilas (A) guanilas (G) citidilas (C) uracilas (U)	Adenilas (A)
Savybės.	1) Galintys pakartoti arba replikuoti (dvigubinti) pagal komplementarumo (komplementarumo arba atitikimo) principą, t.y. vandenilinių šventųjų susidarymas tarp A-T, G-C, 2) Stabilus (vietos nekeičia).	1) Negali pakartotinai daugintis, išskyrus RNR virusus, 2) Labi (pereina iš branduolio į citoplazmą).	Dėl hidrolizės fosforo rūgšties likučiai po vieną atsiskiria nuo ATP ir išsiskiria energija. ATP-ADP-AMP
Funkcijos.	1) Saugo, perduoda ir atkuria genetinę informaciją 2) Reguliuoja ląstelės gyvenimą.	1) Dalyvauja baltymų biosintezėje a) i-RNR ir m-RNR perneša genetinę informaciją iš DNR į baltymų sintezės vietą, b) rRNR sudaro ribosomą, c) t-RNR randa ir perneša aminorūgštis į baltymų sintezė, 2) c -RNR saugo, perduoda ir atkuria viruso genetinę informaciją.	1) Energija.
Ypatumai.	1) Branduolinė DNR yra ilga, susijusi su baltymais ir sudaro linijinę chromosomą. 2) Mitochondrijos yra trumpos ir apskritos, susijusios su baltymais ir sudaro apskritą chromosomą. 3) Prokariotuose DNR yra uždaryta žiede, nesusijusi su baltymais ir nesudaro chromosomos.	1) Kai kuriuose virusuose randama dvigrandė RNR. 2) 5 RNR tipai: pasiuntinio RNR. pasiuntinio RNR, ribosomų rRNR, transportavimo t-RNR, viruso v-RNR	1) Fosforo rūgšties likučiai yra tarpusavyje sujungti didelės energijos (didelės energijos) ryšiais. 2) ATP molekulė yra nestabili, egzistuoja mažiau nei 1 minutę, atkuriama ir suskaidoma 2400 kartų per dieną.

DNR replikacija, genetinis kodas, genetinės informacijos įgyvendinimas.

3.1. DNR replikacija. Kadangi DNR yra paveldimumo molekulė, norint realizuoti šią savybę, ji turi tiksliai nukopijuoti save ir taip išsaugoti informaciją, esančią pirminėje DNR molekulėje tam tikros nukleotidų sekos pavidalu. Tai pasiekiama specialiu procesu, vadinamu replikavimu arba pakartotiniu kopijavimu.

Replikacija– Tai DNR molekulės padvigubėjimas. Replikacija paremta Edwino Chargaffo taisyklėmis (A+G=T+C), t.y. purino bazių suma lygi pirimidino bazių sumai. Griežtas nukleotidų atitikimas vienas kitam suporuotose DNR grandinėse vadinamas komplementarumu (abipusumu).

Replikacijos etapai:

№	Replikacijos etapai.
	Specialūs fermentai išvynioja dvigubą DNR molekulės spiralę ir nutraukia vandenilinius ryšius tarp grandinių.
	Fermentas DNR polimerazė juda išilgai vienos DNR grandinės nuo anglies 3 iki anglies 5 ir pagal komplementarumo taisyklę (A-T, G-C) prideda atitinkamus nukleotidus. Ši grandinė vadinama pirmaujančia grandine, jos padvigubėjimas vyksta nuolat.
	Antroji atsiliekanti grandinė yra priešinga pirmajai, o DNR polimerazė 1 gali judėti tik viena kryptimi nuo 3 iki anglies 5, todėl DNR molekulei išsivyniojus ji nukopijuojama į atskirus fragmentus. Fragmentai sujungiami specialiais fermentais – ligazėmis pagal antiparalelizmo principą.
	Po replikacijos kiekvienoje DNR molekulėje yra viena „motinos“ grandinė ir antra naujai susintetinta „dukterinė“ grandinė. Toks sintezės principas vadinamas pusiau konservatyviuoju, t.y. viena grandinė naujoje DNR molekulėje yra „sena“, o antroji yra „nauja“.

Genetinis kodas.

Paveldimumo molekulei, kuri yra DNR, būdingas ne tik savęs dubliavimasis (replikacija), bet ir informacijos kodavimas naudojant specifinę nukleotidų seką. Yra žinoma, kad DNR susideda iš keturių tipų nukleotidų, tai yra, informacija DNR rašoma 4 raidėmis (A, T, G, C). Tai rodo matematiniai skaičiavimai

1. Jei naudosime 1 nukleotidą, gausime 4 skirtingus derinius, 4<20.

2. Jei panaudosime 2 nukleotidus, gausime 16 skirtingų kombinacijų (4 2 =16), 16<20.

1. Jei panaudosime 3 nukleotidus, gauname 64 skirtingus derinius (4 3 =64), 64>20.

Taigi, 20 aminorūgščių užkodavimui pakaks 3 nukleotidų derinio. Iš 64 galimų tripletų 61 tripletas koduoja 20 nepakeičiamų aminorūgščių, randamų ląstelių baltymuose, o 3 tripletai yra sustabdymo signalai arba terminatoriai, sustabdantys informacijos skaitymą.

Trijų nukleotidų, koduojančių specifines aminorūgštis, deriniai vadinami DNR kodu arba genetiniu kodu. Šiuo metu genetinis kodas yra visiškai iššifruotas, tai yra, žinoma, kurios nukleotidų tripletų kombinacijos koduoja 20 aminorūgščių. Naudojant trijų nukleotidų derinį, galima užkoduoti daugiau aminorūgščių, nei reikia koduoti 20 aminorūgščių. Paaiškėjo, kad kiekvieną aminorūgštį gali užkoduoti keli tripletai, išskyrus metioniną ir triptofaną. Aminorūgštys, sudarančios natūralius baltymus, gali priklausyti skirtingoms grupėms: neesminėms rūgštims (E), nepakeičiamoms rūgštims (E).

Genetinis kodas yra genetinės informacijos įrašymo į DNR sistema tam tikros nukleotidų sekos pavidalu (arba baltymo aminorūgščių sekos įrašymo metodas naudojant nukleotidus).

Genetinis kodas turi keletą savybių (7 savybės).

Cheminė ląstelės sudėtis
Tema:
"Nukleino rūgštys: DNR
RNR. ATP"
Užduotys:
Apibūdinkite nukleino rūgštis,
NK tipai, jų lokalizacija ląstelėje, struktūra,
funkcijas.
Sukurkite žinias apie struktūrą ir funkcijas
ATP.

Nukleino rūgštys (NA)
Nukleino rūgštys apima
daug polimerų junginių,
susidaro purinas ir
pirimidino bazės, pentozė ir
fosforo rūgštis. Nukleino
rūgštyse yra C, H, O, P ir N.
Yra dvi nukleorūgščių klasės
rūgštys: ribonukleino rūgštys
(RNR), turinčios cukraus ribozės
(C5H10O5) ir dezoksiribonukleino
rūgščių (DNR), turinčių cukraus
dezoksiribozė (C5H10O4).
Nukleino rūgščių svarba gyviems organizmams slypi tame
užtikrinantis palikimo saugojimą, pardavimą ir perdavimą
informacija.
DNR yra branduolyje, mitochondrijose ir chloroplastuose – saugoma
genetinė informacija. RNR taip pat randama citoplazmoje ir
atsakingas už baltymų biosintezę.

Nukleino rūgštys (NA)
DNR molekulės yra polimerai
kurių monomerai yra
susidarė dezoksiribonukleotidai
likučiai:
1. Fosforo rūgštis;
2. Dezoksiribozė;
3. Azoto bazė (purinas -
adeninas, guaninas arba pirimidinas -
timinas, citozinas).
Erdvinis trimatis modelis
DNR molekulės struktūra dvigubos formos
spiralė buvo pasiūlyta 1953 m.
Amerikiečių biologas J. Watsonas ir
Anglų fizikas F. Crickas. Jūsų
tyrimų jie buvo apdovanoti
Nobelio premija.

Nukleino rūgštys (NA)
Beveik J. Watsonas ir F. Crickas atrado cheminę geno struktūrą.
DNR užtikrina paveldimumo saugojimą, įgyvendinimą ir perdavimą
informacija.

Nukleino rūgštys (NA)
E. Chargaffas, apžiūrėjęs didžiulį
audinių mėginių skaičius ir
įvairių organizmų organai,
atskleidė štai ką
modelis:
bet kuriame DNR fragmente
guanino likučių kiekis
visada tiksliai atitinka
citozino ir adenino kiekis
- Timinas.
Ši pozicija buvo vadinama
"Chargaff taisyklės":
A+G
A = T; G = C
arba --- = 1
C+T

Nukleino rūgštys (NA)
J.Watsonas ir F.Crickas
pasinaudojo šia taisykle
kuriant molekulės modelį
DNR. DNR yra
dviguba spiralė. Jo molekulė
sudarytas iš dviejų
polinukleotidų grandinės,
spirale susisukęs draugas
šalia draugo ir kartu aplink
įsivaizduojama ašis.
DNR dvigubos spiralės skersmuo – 2
nm, bendrosios spiralės žingsnis, kuriuo
yra 10 porų nukleotidų -
3,4 nm. Molekulės ilgis – iki
kelių centimetrų.
Molekulinė masė yra
dešimtys ir šimtai milijonų. Šerdyje
žmogaus ląstelių viso DNR ilgio
apie 1-2m.

Nukleino rūgštys (NA)
Azoto bazės turi ciklinę struktūrą, turinčią
kuri kartu su anglies atomais apima ir kitų elementų atomus,
ypač azoto. Dėl azoto atomų buvimo šiuose junginiuose
jie vadinami azotiniais, o kadangi turi
šarminės savybės – bazės. Azoto bazės
Nukleorūgštys priklauso pirimidinų ir purinų klasėms.

DNR charakteristikos
Dėl kondensacijos reakcijos
azoto bazė ir dezoksiribozė
susidaro nukleozidas.
Vykstant kondensacijos reakcijai tarp
nukleozidas ir fosforo rūgštis
susidaro nukleotidas.
Nukleotidų pavadinimai skiriasi nuo
atitinkamų bazių pavadinimai.
Abu jie paprastai yra paskirti
didžiosiomis raidėmis (A, T, G, C):
Adeninas – adenilas; guaninas -
guanilas; citozinas – citidilas;
timinas – timidilo nukleotidai.

DNR charakteristikos
Viena nukleotidų grandinė
susidaro dėl to
kondensacijos reakcijos
nukleotidai.
Be to, tarp 3 colių anglies
vienas likęs cukrus
nukleotidas ir liekana
kitos fosforo rūgštis
atsiranda fosfodiesteris
ryšį.
Kaip rezultatas,
nešakotas
polinukleotidų grandinės. Vienas
polinukleotidinės grandinės pabaiga
baigiasi 5 colių anglies pluoštu (jos
vadinamas 5 colių galu), kitas yra 3 colių anglies galas (3 colių galas).

10.

DNR charakteristikos

11.

DNR charakteristikos
Prieš vieną nukleotidų grandinę
yra antroji grandinė.
Polinukleotidų grandinės DNR molekulėje
likti arti vienas kito
dėl vandenilio atsiradimo
ryšiai tarp azotinių bazių
nukleotidai, esantys vienas kitame
prieš draugą.
Jis pagrįstas porų papildomos sąveikos principu
bazės: prieš adeniną - timiną kitoje grandinėje ir prieš guanino citoziną kitoje, tai yra, adeninas papildo timiną ir tarp
jie turi du vandenilio ryšius ir guanino - citoziną (trys vandenilio ryšiai
komunikacijos).
Komplementarumas yra nukleotidų gebėjimas
selektyvus ryšys vienas su kitu.

12.

DNR charakteristikos

13.

DNR charakteristikos
DNR grandinės yra antilygiagrečios
(daugiakryptis), tai yra prieš
Vienos grandinės 3 colių galas yra 5 colių kitos grandinės galas.
Atsuktas į molekulės periferiją
cukraus-fosfato stuburas. Viduje
molekulės yra apverstos azotinės
pagrindu.
Viena iš unikalių savybių
DNR molekulė yra ji
replikacija – gebėjimas
savęs dauginimasis – dauginimasis
tikslios originalios molekulės kopijos.

14.

15.

DNR replikacija
Šio sugebėjimo dėka
Vykdomos DNR molekulės
paveldimumo perdavimas
informacija iš motininės ląstelės
dukterys padalijimo metu.
Molekulės savaiminio dubliavimosi procesas
DNR vadinama replikacija.
Replikacija yra sudėtingas procesas
vyksta dalyvaujant fermentams
(DNR polimerazės ir kt.) ir
dezoksiribonukleozidų trifosfatai.
Replikacija atliekama
tada pusiau konservatyviu būdu
yra kiekviena DNR grandinė, išsikišusi į
matricos vaidmuo, pagal principą
papildomumas baigiamas
nauja grandine. Taigi, į
kiekviena dukterinė DNR turi vieną grandinę
yra motiniškas, o antrasis yra
naujai susintetintas.

16.

DNR replikacija
Motinos DNR grandinėje
antilygiagretus. DNR polimerazės gali
persikelti į vieną
kryptis – nuo ​​3" galo iki 5" galo, pastatas
vaikiška grandinėlė
antilygiagretus - nuo 5" iki
3" galas.
Todėl DNR polimerazė
nuolat
persikelia
kryptimi 3"→5" išilgai
viena grandinė, sintezė
dukra Ši grandinė
vadinamas vadovaujančiu.

17.

DNR replikacija
Kita DNR polimerazė
juda kita grandine
galinėje pusėje (taip pat viduje
kryptis 3"→5"),
susintetinti antrąją dukrą
grandinės fragmentai (jų
vadinami fragmentais
Okazaki), kuris po
replikacija baigta
yra susiuvamos ligazėmis į vieną
grandine. Ši grandinė vadinama
atsilieka.
Taigi ant grandinės 3"-5"
replikacija vyksta
o ant 5"-3" grandinės – su pertraukomis.

18.

19. RNR charakteristikos

RNR molekulės yra polimerai
kurių monomerai yra
ribonukleotidai, sudaryti iš: liekanos
penkių angliavandenių cukrus – ribozė; priminimas
viena iš azotinių bazių: purinas -
adeninas, guaninas; pirimidinas - uracilas,
citozinas; fosforo rūgšties likučiai.

20. RNR charakteristikos

RNR molekulė yra
nešakotas polinukleotidas, kad
gali turėti pirminę struktūrą -
nukleotidų seka, antrinė
– kilpų susidarymas dėl poravimosi
komplementarieji nukleotidai arba
aukštoji struktūra – išsilavinimas
kompaktiška struktūra dėl
spiralinių sričių sąveika
antrinė struktūra.

21.

RNR charakteristikos
Dėl azoto bazės kondensacijos reakcijos su cukrumi
ribozė kondensacijos reakcijos metu sudaro ribonukleozidą
nukleozidas su fosforo rūgštimi sudaro ribonukleotidą.
Nukleotidų pavadinimai: purinas (biciklinis) - adenilas,
guanilas, pirimidinas - uridilas ir citidilas.

22. RNR charakteristikos

23.

RNR charakteristikos
RNR nukleotidai reakcijos metu
susidaro kondensatas
esterio jungtys, taigi
susidaro polinukleotidas
grandine.

24. RNR charakteristikos

Skirtingai nuo DNR, RNR molekulė paprastai yra
susidarė ne du, o vienas
polinukleotidinė grandinė. Tačiau ji
Taip pat gali susidaryti nukleotidai
vandeniliniai ryšiai tarpusavyje, bet tai
vidinius, o ne tarpgrandininius ryšius
komplementarieji nukleotidai. RNR gijos
daug trumpesnės nei DNR grandinės.
Informacija apie RNR molekulės struktūrą
įterptas į DNR molekules. Molekulių sintezė
RNR atsiranda DNR šablone dalyvaujant
RNR polimerazių fermentai ir vadinamas
transkripcija. Jei DNR kiekis yra
ląstelė yra santykinai pastovi
RNR kiekis labai svyruoja.
Didžiausias RNR kiekis ląstelėse
stebimas baltymų sintezės metu.

25.

RNR charakteristikos

26. RNR charakteristikos

RNR kiekis bet kuriame
ląstelės yra 5–10 kartų didesnės
DNR kiekis. Egzistuoja
trys pagrindinės klasės
ribonukleino rūgštys:
Informacija
(šablonas) RNR - mRNR (5%);
perdavimo RNR – tRNR
(10%);
ribosominė RNR – rRNR
(85%).
Visų tipų RNR suteikia
baltymų biosintezė.

27. RNR charakteristikos

Messenger RNR.
Patys įvairiausi
dydis ir stabilumas
Klasė. Visi jie yra
genetinių nešiotojų
informacija iš branduolio į
citoplazma. Jie tarnauja
sintezės matrica
baltymų molekulių, nes
nustatyti aminorūgštis
seka
pirminė struktūra
baltymų molekulė.
mRNR sudaro iki
5% viso turinio
RNR vienoje ląstelėje, apie 30 tūkst
nukleotidai.

28. RNR charakteristikos

Perkelkite RNR
Pernešimo RNR molekulėse yra
paprastai 76-85 nukleotidai ir turi
tretinė struktūra, tRNR dalis
sudaro iki 10 % viso turinio
RNR ląstelėje.
Funkcijos: tiekia aminorūgštis
baltymų sintezės vieta – ribosomos.
Ląstelėje yra daugiau nei 30 tipų tRNR.
Kiekvienas tRNR tipas turi tik savybę
jam nukleotidų seka.
Tačiau visos molekulės turi keletą
intramolekulinis komplementarus
srityse, kurių dėka visi
tRNR turi tretinę struktūrą
dobilo lapo formos.

29. RNR charakteristikos

30. RNR charakteristikos

Ribosominė RNR.
Ribosomų RNR dalis
(rRNR) sudaro 80–85 proc
bendras RNR kiekis
ląstelė, susideda iš 3000 – 5000
nukleotidai.
Citoplazminės ribosomos
turi 4 skirtingas molekules
RNR. Mažame subvienete yra vienas
molekulės, didelėje – trys
RNR molekulės. Ribosomoje
apie 100 baltymų molekulių.

31.

ATP savybės
Adenozino trifosforo rūgštis (ATP) yra universalus transporteris
ir pagrindinis energijos kaupiklis gyvose ląstelėse. ATP yra
visos augalų ir gyvūnų ląstelės. ATP kiekis svyruoja ir
vidurkis yra 0,04 % (vienos ląstelės drėgnos masės).

32.

ATP savybės
Ląstelėje ATP molekulė sunaudojama per minutę po to
jos išsilavinimas. Žmogus turi ATP kiekį, lygų jo kūno svoriui.
formuojamas ir sunaikinamas kas 24 valandas.

33.

ATP savybės
ATP yra nukleotidas, sudarytas iš liekanų
azoto bazė (adeninas), cukrus (ribozė) ir fosforas
rūgštys. Skirtingai nuo kitų nukleotidų, ATP yra ne vienas, o
trys fosforo rūgšties likučiai.

34.

ATP savybės
ATP reiškia didelės energijos medžiagas – medžiagas
kurių ryšiuose yra daug energijos.
ATP yra nestabili molekulė: hidrolizuojant galinę liekaną
fosforo rūgštis, ATP paverčiama ADP (adenozino difosforu
rūgštis), ir išsiskiria 30,6 kJ energijos.

35.

ATP savybės
ADP taip pat gali suskaidyti, kad susidarytų AMP
(adenozino monofosforo rūgštis). Nemokama energijos išeiga
antrojo galinio likučio skilimas yra apie 30,6 kJ.

36.

ATP savybės
Kartu su trečiosios fosfatų grupės pašalinimu
atpalaiduoja tik 13,8 kJ. Taigi ATP turi du
makroerginiai ryšiai.

Kas yra DNR ir RNR? Kokios jų funkcijos ir reikšmė mūsų pasaulyje? Iš ko jie pagaminti ir kaip jie veikia? Tai ir dar daugiau aptariama straipsnyje.

Kas yra DNR ir RNR

Biologijos mokslai, tiriantys genetinės informacijos saugojimo, įgyvendinimo ir perdavimo principus, netaisyklingų biopolimerų struktūrą ir funkcijas, priklauso molekulinei biologijai.

Biopolimerai, didelės molekulinės masės organiniai junginiai, susidarantys iš nukleotidų liekanų, yra nukleorūgštys. Juose kaupiama informacija apie gyvą organizmą, nustatoma jo raida, augimas, paveldimumas. Šios rūgštys dalyvauja baltymų biosintezėje.

Gamtoje yra dviejų tipų nukleino rūgštys:

• DNR – dezoksiribonukleino;
• RNR yra ribonukleinė.

Kas yra DNR, pasauliui buvo pasakyta 1868 m., kai ji buvo aptikta leukocitų ir lašišų spermos ląstelių branduoliuose. Vėliau jų buvo aptikta visose gyvūnų ir augalų ląstelėse, taip pat bakterijose, virusuose ir grybeliuose. 1953 m. J. Watsonas ir F. Crickas, atlikę rentgeno struktūrinę analizę, sukūrė modelį, sudarytą iš dviejų polimerinių grandinių, kurios yra susuktos spirale viena aplink kitą. 1962 metais šiems mokslininkams už atradimą buvo įteikta Nobelio premija.

Deoksiribonukleorūgštis

Kas yra DNR? Tai nukleorūgštis, kurioje yra individo genotipas ir perduodama informaciją paveldėjimo būdu, savaime dauginantis. Kadangi šios molekulės yra tokios didelės, yra daugybė galimų nukleotidų sekų. Todėl skirtingų molekulių skaičius yra beveik begalinis.

DNR struktūra

Tai didžiausios biologinės molekulės. Jų dydis svyruoja nuo ketvirtadalio bakterijose iki keturiasdešimties milimetrų žmogaus DNR, daug didesnis nei maksimalus baltymo dydis. Jie susideda iš keturių monomerų, nukleorūgščių struktūrinių komponentų – nukleotidų, kurie apima azoto bazę, fosforo rūgšties liekaną ir dezoksiribozę.

Azoto bazės turi dvigubą anglies ir azoto žiedą – purinus ir vieną žiedą – pirimidinus.

Purinai yra adeninas ir guaninas, o pirimidinai yra timinas ir citozinas. Jie žymimi didžiosiomis lotyniškomis raidėmis: A, G, T, C; o rusiškoje literatūroje – kirilica: A, G, T, Ts Naudodami cheminį vandenilinį ryšį, jie jungiasi vienas su kitu, todėl atsiranda nukleino rūgštys.

Visatoje spiralė yra labiausiai paplitusi forma. Taigi DNR molekulės struktūra taip pat ją turi. Polinukleotidų grandinė yra susukta kaip spiraliniai laiptai.

Molekulėje esančios grandinės yra nukreiptos priešingai viena nuo kitos. Pasirodo, jei vienoje grandinėje orientacija yra nuo 3" galo iki 5", tai kitoje grandinėje orientacija bus priešinga - nuo 5" galo iki 3".

Komplementarumo principas

Dvi gijos yra sujungtos į molekulę azoto bazėmis taip, kad adeninas turi ryšį su timinu, o guaninas tik su citozinu. Nuosekli nukleotidai vienoje grandinėje lemia kitą. Šis atitikimas, kuriuo grindžiamas naujų molekulių atsiradimas dėl replikacijos ar dubliavimosi, pradėtas vadinti komplementarumu.

Pasirodo, adenilo nukleotidų skaičius yra lygus timidilo nukleotidų skaičiui, o guanilo nukleotidų - citidilo nukleotidų skaičiui. Ši korespondencija tapo žinoma kaip Chargaffo taisyklė.

Replikacija

Savaiminio dauginimosi procesas, vykstantis kontroliuojant fermentus, yra pagrindinė DNR savybė.

Viskas prasideda nuo spiralės išsivyniojimo fermento DNR polimerazės dėka. Nutrūkus vandenilio ryšiams, vienoje ir kitoje grandinėje susintetinama dukterinė grandinė, kurios medžiaga yra branduolyje esantys laisvieji nukleotidai.

Kiekviena DNR grandinė yra naujos grandinės šablonas. Dėl to iš vienos gaunamos dvi visiškai identiškos pirminės molekulės. Šiuo atveju viena gija susintetinama kaip ištisinė gija, o kita – iš pradžių fragmentiška, tik paskui susijungianti.

DNR genai

Molekulė neša visą svarbią informaciją apie nukleotidus ir nustato aminorūgščių vietą baltymuose. Žmonių ir visų kitų organizmų DNR saugo informaciją apie savo savybes, perduoda jas palikuonims.

Dalis jo yra genas – nukleotidų grupė, koduojanti informaciją apie baltymą. Ląstelės genų visuma sudaro jos genotipą arba genomą.

Genai yra tam tikroje DNR dalyje. Jie susideda iš tam tikro skaičiaus nukleotidų, kurie yra išdėstyti nuosekliai. Tai reiškia, kad genas negali pakeisti savo vietos molekulėje ir turi labai specifinį nukleotidų skaičių. Jų seka yra unikali. Pavyzdžiui, vienas užsakymas naudojamas adrenalino gamybai, kitas – insulinui.

Be genų, DNR turi nekoduojančių sekų. Jie reguliuoja genų funkciją, padeda chromosomoms, žymi geno pradžią ir pabaigą. Tačiau šiandien daugumos jų vaidmuo lieka nežinomas.

Ribonukleino rūgštis

Ši molekulė daugeliu atžvilgių panaši į dezoksiribonukleino rūgštį. Tačiau ji nėra tokia didelė kaip DNR. Ir RNR taip pat susideda iš keturių tipų polimerinių nukleotidų. Trys iš jų yra panašūs į DNR, tačiau vietoj timino juose yra uracilo (U arba U). Be to, RNR susideda iš angliavandenių – ribozės. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad šios molekulės spiralė yra viena, skirtingai nuo dvigubos DNR spiralės.

RNR funkcijos

Ribonukleino rūgšties funkcijos yra pagrįstos trimis skirtingais RNR tipais.

Informacija perduoda genetinę informaciją iš DNR į branduolio citoplazmą. Jis taip pat vadinamas matrica. Tai atvira grandinė, susintetinta branduolyje, naudojant fermentą RNR polimerazę. Nepaisant to, kad jo procentas molekulėje yra itin mažas (nuo trijų iki penkių procentų ląstelės), ji atlieka svarbiausią funkciją – veikti kaip baltymų sintezės matrica, informuojanti apie jų struktūrą iš DNR molekulių. Vieną baltymą koduoja viena specifinė DNR, todėl jų skaitinė reikšmė yra lygi.

Ribosomų sistema daugiausia susideda iš citoplazminių granulių – ribosomų. R-RNR sintetinamos branduolyje. Jie sudaro maždaug aštuoniasdešimt procentų visos ląstelės. Ši rūšis turi sudėtingą struktūrą, sudarydama kilpas ant papildomų dalių, o tai veda prie molekulinės saviorganizacijos į sudėtingą kūną. Tarp jų yra trys tipai prokariotuose ir keturi eukariotuose.

Transportas veikia kaip „adapteris“, sutvarkydamas polipeptidinės grandinės aminorūgštis atitinkama tvarka. Vidutiniškai jį sudaro aštuoniasdešimt nukleotidų. Ląstelėje, kaip taisyklė, yra beveik penkiolika procentų. Jis skirtas transportuoti aminorūgštis ten, kur sintetinami baltymai. Ląstelėje yra nuo dvidešimties iki šešiasdešimties perdavimo RNR tipų. Jie visi turi panašią organizaciją erdvėje. Jie įgauna struktūrą, vadinamą dobilo lape.

RNR ir DNR reikšmė

Kai buvo atrasta DNR, jos vaidmuo nebuvo toks akivaizdus. Net ir šiandien, nors atskleista daug daugiau informacijos, kai kurie klausimai lieka neatsakyti. O kai kurios gali būti net nesuformuluotos.

Gerai žinoma biologinė DNR ir RNR reikšmė yra ta, kad DNR perduoda paveldimą informaciją, o RNR dalyvauja baltymų sintezėje ir koduoja baltymų struktūrą.

Tačiau yra versijų, kad ši molekulė yra susijusi su mūsų dvasiniu gyvenimu. Kas yra žmogaus DNR šia prasme? Jame yra visa informacija apie jį, jo gyvenimo veiklą ir paveldimumą. Metafizikai tiki, kad jame glūdi praėjusių gyvenimų patirtis, DNR atkūrimo funkcijos ir net Aukštesniojo Aš – Kūrėjo, Dievo – energija.

Jų nuomone, grandinėse yra kodai, susiję su visais gyvenimo aspektais, įskaitant dvasinę. Tačiau dalis informacijos, pavyzdžiui, apie savo kūno atkūrimą, yra daugiamatės erdvės kristalo struktūroje, esančioje aplink DNR. Jis simbolizuoja dodekaedrą ir yra visų gyvybinių jėgų atmintis.

Dėl to, kad žmogus neapkrauna savęs dvasinėmis žiniomis, informacijos mainai DNR su kristaliniu apvalkalu vyksta labai lėtai. Paprastam žmogui tai tik penkiolika procentų.

Daroma prielaida, kad tai buvo daroma specialiai siekiant sutrumpinti žmogaus gyvenimą ir nukristi į dvilypumo lygį. Taigi, žmogaus karminė skola didėja, o kai kurioms būtybėms reikalingas vibracijos lygis planetoje palaikomas.

Angliavandeniai– Tai organiniai junginiai, apimantys anglį, vandenilį ir deguonį. Angliavandeniai skirstomi į mono-, di- ir polisacharidus.

Monosacharidai yra paprasti cukrūs, susidedantys iš 3 ar daugiau monosacharidų: gliukozės, ribozės ir dezoksiribozės. Nehidrolizuojasi, gali kristalizuotis, tirpsta vandenyje, saldaus skonio

Polisacharidai susidaro dėl monosacharidų polimerizacijos. Tuo pačiu metu jie praranda gebėjimą kristalizuotis ir saldų skonį. Pavyzdys – krakmolas, glikogenas, celiuliozė.

1. Energija yra pagrindinis energijos šaltinis ląstelėje (1 gramas = 17,6 kJ)

2. struktūrinė – augalų ląstelių (celiuliozės) ir gyvūnų ląstelių membranų dalis

3. kitų junginių sintezės šaltinis

4. saugojimas (glikogenas – gyvūnų ląstelėse, krakmolas – augalų ląstelėse)

5. jungiantis

Lipidai- sudėtingi glicerolio ir riebalų rūgščių junginiai. Netirpus vandenyje, tik organiniuose tirpikliuose. Yra paprasti ir sudėtingi lipidai.

Lipidų funkcijos:

1. struktūrinis – visų ląstelių membranų pagrindas

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

3. saugykla

4. šilumos izoliacija

5. tarpląstelinio vandens šaltinis

ATP - viena universali energijai imli medžiaga augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų ląstelėse. ATP pagalba energija kaupiama ir transportuojama ląstelėje. ATP susideda iš azoto bazės adeino, angliavandenių ribozės ir trijų fosforo rūgšties liekanų. Fosfatų grupės yra sujungtos viena su kita naudojant didelės energijos ryšius. ATP funkcijos yra energijos perdavimas.

Voverės yra vyraujanti medžiaga visuose gyvuose organizmuose. Baltymai yra polimeras, kurio monomeras yra amino rūgštys (20). Aminorūgštys yra sujungtos baltymo molekulėje naudojant peptidinius ryšius, susidariusius tarp vienos aminorūgšties amino grupės ir kitos karboksilo grupės. Kiekviena ląstelė turi unikalų baltymų rinkinį.

Yra keli baltymo molekulės organizavimo lygiai. Pirminis struktūra – aminorūgščių, sujungtų peptidiniu ryšiu, seka. Ši struktūra lemia baltymo specifiškumą. Į antraeilis Molekulės struktūra yra spiralės formos, jos stabilumą užtikrina vandeniliniai ryšiai. Tretinis struktūra susidaro dėl spiralės transformacijos į erdvinę sferinę formą - rutuliuką. Kvarteras atsiranda, kai kelios baltymų molekulės susijungia į vieną kompleksą. Funkcinis baltymų aktyvumas pasireiškia 2,3 arba 3 struktūroje.

Baltymų struktūra kinta veikiant įvairioms cheminėms medžiagoms (rūgštis, šarmai, alkoholis ir kt.) ir fizikiniams veiksniams (didelė ir žema t spinduliuotė), fermentai. Jei šie pokyčiai išsaugo pirminę struktūrą, procesas yra grįžtamas ir vadinamas denatūravimas. Pirminės struktūros sunaikinimas vadinamas koaguliacija(negrįžtamas baltymų naikinimo procesas)

Baltymų funkcijos

1. struktūrinis

2. katalizinis

3. susitraukiantys (aktino ir miozino baltymai raumenų skaidulose)

4. transportavimas (hemoglobinas)

5. reguliavimo (insulinas)

6. signalas

7. apsauginis

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

Nukleino rūgščių rūšys. Nukleino rūgštys- fosforo turintys gyvų organizmų biopolimerai, užtikrinantys paveldimos informacijos saugojimą ir perdavimą. Juos 1869 metais leukocitų ir lašišų spermos branduoliuose atrado šveicarų biochemikas F. Miescheris. Vėliau nukleino rūgštys buvo aptiktos visose augalų ir gyvūnų ląstelėse, virusuose, bakterijose ir grybeliuose.

Gamtoje yra dviejų tipų nukleino rūgštys - dezoksiribonukleino rūgštis (DNR) Ir ribonukleino rūgštis (RNR). Vardų skirtumas paaiškinamas tuo, kad DNR molekulėje yra penkių anglies cukrų dezoksiribozės, o RNR molekulėje – ribozės.

DNR daugiausia randama ląstelės branduolio chromosomose (99% visos ląstelės DNR), taip pat mitochondrijose ir chloroplastuose. RNR yra ribosomų dalis; RNR molekulės taip pat yra citoplazmoje, plastidų matricoje ir mitochondrijose.

Nukleotidai- nukleorūgščių struktūriniai komponentai. Nukleorūgštys yra biopolimerai, kurių monomerai yra nukleotidai.

Nukleotidai- sudėtingos medžiagos. Kiekviename nukleotide yra azoto bazė, penkių anglies cukrų (ribozės arba dezoksiribozės) ir fosforo rūgšties liekanų.

Yra penkios pagrindinės azoto bazės: adeninas, guaninas, uracilas, timinas ir citozinas.

DNR. DNR molekulė susideda iš dviejų polinukleotidų grandinių, spirališkai susuktų viena kitos atžvilgiu.

DNR molekulės nukleotidai apima keturių tipų azoto bazes: adeniną, guaniną, timiną ir citociną. Polinukleotidinėje grandinėje gretimi nukleotidai yra tarpusavyje sujungti kovalentiniais ryšiais.

DNR polinukleotidinė grandinė yra susukta spiralės pavidalu kaip spiraliniai laiptai ir yra sujungta su kita, papildoma grandine, naudojant vandenilinius ryšius, susidariusius tarp adenino ir timino (dvi jungtys), taip pat guanino ir citozino (trys ryšiai). Nukleotidai A ir T, G ir C vadinami vienas kitą papildantis.

Dėl to bet kuriame organizme adenilo nukleotidų skaičius yra lygus timidilo nukleotidų skaičiui, o guanilo nukleotidų skaičius yra lygus citidilo nukleotidų skaičiui. Dėl šios savybės nukleotidų seka vienoje grandinėje lemia jų seką kitoje. Šis gebėjimas selektyviai sujungti nukleotidus vadinamas papildomumas, ir ši savybė yra naujų DNR molekulių formavimosi pradinės molekulės pagrindu (replikacija, y. padvigubinti).

Pasikeitus sąlygoms, DNR, kaip ir baltymai, gali denatūruotis, o tai vadinama tirpimu. Palaipsniui grįžtant į normalias sąlygas, DNR renatūruojasi.

DNR funkcija yra genetinės informacijos saugojimas, perdavimas ir atkūrimas kartoms. Bet kurios ląstelės DNR koduoja informaciją apie visus tam tikro organizmo baltymus, apie tai, kokie baltymai, kokia seka ir kokiais kiekiais bus sintetinami. Baltymų aminorūgščių seka DNR įrašoma vadinamuoju genetiniu (tripleto) kodu.

Pagrindinis nuosavybė DNR yra jo gebėjimas replikuotis.

Replikacija - Tai savaiminio DNR molekulių dubliavimosi procesas, vykstantis kontroliuojant fermentams. Replikacija vyksta prieš kiekvieną branduolio dalijimąsi. Jis prasideda tuo, kad DNR spiralė laikinai išsivynioja veikiant fermentui DNR polimerazei. Kiekvienoje iš grandinių, susidariusių nutrūkus vandeniliniams ryšiams, pagal komplementarumo principą susintetinama dukterinė DNR grandinė. Sintezės medžiaga yra laisvieji nukleotidai, esantys branduolyje

Taigi kiekviena polinukleotidų grandinė atlieka tam tikrą vaidmenį matricos dėl naujos papildomos grandinės (todėl DNR molekulių padvigubėjimo procesas reiškia reakcijas matricos sintezė). Rezultatas yra dvi DNR molekulės, kurių kiekvienoje yra viena grandinė, likusi iš pagrindinės molekulės (pusė), o kita - naujai susintetinta Be to, viena nauja grandinė yra susintetinta ištisine, o antroji - pirmiausia trumpų fragmentų pavidalu po to į ilgą grandinę susiuvamas specialus fermentas – DNR ligazė. Dėl replikacijos dvi naujos DNR molekulės yra tiksli pradinės molekulės kopija.

Biologinė replikacijos prasmė slypi tiksliai perduodant paveldimą informaciją iš motininės ląstelės į dukterines ląsteles, kurios vyksta somatinių ląstelių dalijimosi metu.

RNR. RNR molekulių struktūra daugeliu atžvilgių panaši į DNR molekulių struktūrą. Tačiau yra keletas reikšmingų skirtumų. RNR molekulėje nukleotiduose vietoj dezoksiribozės yra ribozės, o vietoj timidilo nukleotido (T) – uridilo nukleotidas (U). Pagrindinis skirtumas nuo DNR yra tas, kad RNR molekulė yra viena grandinė. Tačiau jo nukleotidai gali sudaryti vandenilinius ryšius vienas su kitu (pavyzdžiui, tRNR, rRNR molekulėse), tačiau šiuo atveju kalbame apie intragrandinę komplementarių nukleotidų jungtį. RNR grandinės yra daug trumpesnės nei DNR.

Ląstelėje yra keletas RNR tipų, kurie skiriasi molekuliniu dydžiu, struktūra, vieta ląstelėje ir funkcijomis:

1. Messenger RNR (mRNR) – perduoda genetinę informaciją iš DNR į ribosomas

2. Ribosominė RNR (rRNR) – ribosomų dalis

3. 3. Perneša RNR (tRNR) – baltymų sintezės metu perneša aminorūgštis į ribosomas



Bet kurioje mūsų kūno ląstelėje vyksta milijonai biocheminių reakcijų. Juos katalizuoja įvairūs fermentai, kuriems dažnai reikia energijos. Iš kur ląstelė ją gauna? Į šį klausimą galima atsakyti, jei atsižvelgsime į ATP molekulės – vieno iš pagrindinių energijos šaltinių – struktūrą.

ATP yra universalus energijos šaltinis

ATP reiškia adenozino trifosfatą arba adenozino trifosfatą. Medžiaga yra vienas iš dviejų svarbiausių energijos šaltinių bet kurioje ląstelėje. ATP struktūra ir jo biologinis vaidmuo yra glaudžiai susiję. Dauguma biocheminių reakcijų gali vykti tik dalyvaujant medžiagos molekulėms, tačiau ATP retai kada tiesiogiai dalyvauja reakcijoje: kad vyktų bet koks procesas, reikalinga energija, esanti būtent adenozino trifosfate.

Medžiagos molekulių struktūra yra tokia, kad tarp fosfatų grupių susidarę ryšiai neša didžiulį energijos kiekį. Todėl tokie ryšiai dar vadinami makroerginiais, arba makroenergetiniais (makro=daug, didelis kiekis). Pirmą kartą šį terminą įvedė mokslininkas F. Lipmanas, taip pat pasiūlė joms žymėti naudoti simbolį ̴.

Ląstelei labai svarbu palaikyti pastovų adenozino trifosfato kiekį. Tai ypač pasakytina apie raumenų ląsteles ir nervų skaidulas, nes jos yra labiausiai priklausomos nuo energijos ir jų funkcijoms atlikti reikalingas didelis adenozino trifosfato kiekis.

ATP molekulės struktūra

Adenozino trifosfatas susideda iš trijų elementų: ribozės, adenino ir likučių

Ribose- angliavandeniai, priklausantys pentozės grupei. Tai reiškia, kad ribozėje yra 5 anglies atomai, kurie yra įtraukti į ciklą. Ribozė jungiasi su adeninu per 1-ojo anglies atomo β-N-glikozidinę jungtį. Į pentozę taip pat pridedama fosforo rūgšties liekanų 5-ajame anglies atome.

Adeninas yra azoto bazė. Priklausomai nuo to, kokia azotinė bazė yra prijungta prie ribozės, dar išskiriami GTP (guanozintrifosfatas), TTP (timidino trifosfatas), CTP (citidino trifosfatas) ir UTP (uridino trifosfatas). Visos šios medžiagos savo struktūra yra panašios į adenozino trifosfatą ir atlieka maždaug tokias pačias funkcijas, tačiau ląstelėje jų yra daug rečiau.

Fosforo rūgšties likučiai. Prie ribozės gali būti prijungtos daugiausia trys fosforo rūgšties liekanos. Jei yra du arba tik vienas, medžiaga vadinama ADP (difosfatu) arba AMP (monofosfatu). Būtent tarp fosforo likučių užsimezga makroenergetiniai ryšiai, kuriems nutrūkus išsiskiria 40–60 kJ energijos. Nutrūkus dviem ryšiams, išsiskiria 80, rečiau – 120 kJ energijos. Nutrūkus ryšiui tarp ribozės ir fosforo liekanos, išsiskiria tik 13,8 kJ, todėl trifosfato molekulėje yra tik du didelės energijos ryšiai (P ̴ P ̴ P), o ADP molekulėje – viena (P ̴). P).

Tai yra struktūrinės ATP savybės. Dėl to, kad tarp fosforo rūgšties likučių susidaro makroenergetinis ryšys, ATP struktūra ir funkcijos yra tarpusavyje susijusios.

ATP struktūra ir biologinis molekulės vaidmuo. Papildomos adenozino trifosfato funkcijos

Be energijos, ATP ląstelėje gali atlikti ir daugybę kitų funkcijų. Kartu su kitais nukleotidų trifosfatais trifosfatas dalyvauja nukleorūgščių gamyboje. Šiuo atveju ATP, GTP, TTP, CTP ir UTP yra azoto bazių tiekėjai. Ši savybė naudojama procesuose ir transkripcijai.

ATP taip pat būtinas jonų kanalų funkcionavimui. Pavyzdžiui, Na-K kanalas iš ląstelės išpumpuoja 3 natrio molekules, o į ląstelę – 2 kalio molekules. Ši jonų srovė reikalinga teigiamam krūviui palaikyti išoriniame membranos paviršiuje ir tik adenozino trifosfato pagalba gali veikti kanalas. Tas pats pasakytina apie protonų ir kalcio kanalus.

ATP yra antrojo pasiuntinio cAMP (ciklinio adenozino monofosfato) pirmtakas – cAMP ne tik perduoda signalą, gaunamą ląstelės membranos receptorių, bet yra ir alosterinis efektorius. Allosteriniai efektoriai yra medžiagos, kurios pagreitina arba sulėtina fermentines reakcijas. Taigi, ciklinis adenozino trifosfatas slopina fermento, katalizuojančio laktozės skilimą bakterijų ląstelėse, sintezę.

Pati adenozino trifosfato molekulė taip pat gali būti allosterinis efektorius. Be to, tokiuose procesuose ADP veikia kaip ATP antagonistas: jei trifosfatas pagreitina reakciją, tai difosfatas ją slopina ir atvirkščiai. Tai yra ATP funkcijos ir struktūra.

Kaip ATP susidaro ląstelėje?

ATP funkcijos ir struktūra yra tokios, kad medžiagos molekulės greitai panaudojamos ir sunaikinamos. Todėl trifosfatų sintezė yra svarbus energijos susidarymo ląstelėje procesas.

Yra trys svarbiausi adenozino trifosfato sintezės metodai:

1. Substrato fosforilinimas.

2. Oksidacinis fosforilinimas.

3. Fotofosforilinimas.

Substrato fosforilinimas pagrįstas daugybe reakcijų, vykstančių ląstelės citoplazmoje. Šios reakcijos vadinamos glikolize – anaerobine stadija. Iš 1 gliukozės molekulės susintetina dvi molekulės, kurios vėliau panaudojamos energijai gaminti, taip pat susintetina dvi ATP.

• C6H12O6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3H4O3 + 2ATP + 4H.

Ląstelių kvėpavimas

Oksidacinis fosforilinimas yra adenozino trifosfato susidarymas perkeliant elektronus išilgai membranos elektronų transportavimo grandinės. Dėl šio perdavimo vienoje membranos pusėje susidaro protonų gradientas ir, naudojant baltymų integralinį ATP sintazės rinkinį, sukuriamos molekulės. Procesas vyksta ant mitochondrijų membranos.

Glikolizės ir oksidacinio fosforilinimo etapų seka mitochondrijose yra įprastas procesas, vadinamas kvėpavimu. Po viso ciklo ląstelėje iš 1 gliukozės molekulės susidaro 36 ATP molekulės.

Fotofosforilinimas

Fotofosforilinimo procesas yra tas pats oksidacinis fosforilinimas, turintis tik vieną skirtumą: fotofosforilinimo reakcijos vyksta ląstelės chloroplastuose, veikiant šviesai. ATP gaminasi šviesioje fotosintezės stadijoje – pagrindiniame žaliųjų augalų, dumblių ir kai kurių bakterijų energijos gamybos procese.

Fotosintezės metu elektronai praeina per tą pačią elektronų transportavimo grandinę, todėl susidaro protonų gradientas. Protonų koncentracija vienoje membranos pusėje yra ATP sintezės šaltinis. Molekulių surinkimą atlieka fermentas ATP sintazė.

Vidutiniškai ląstelėje yra 0,04% adenozino trifosfato masės. Tačiau didžiausia vertė stebima raumenų ląstelėse: 0,2-0,5%.

Ląstelėje yra apie 1 milijardas ATP molekulių.

Kiekviena molekulė gyvena ne ilgiau kaip 1 minutę.

Viena adenozino trifosfato molekulė atnaujinama 2000-3000 kartų per dieną.

Iš viso per dieną žmogaus organizmas susintetina 40 kg adenozino trifosfato, o bet kuriuo metu ATP rezervas yra 250 g.

Išvada

ATP struktūra ir biologinis jo molekulių vaidmuo yra glaudžiai susiję. Medžiaga vaidina pagrindinį vaidmenį gyvybės procesuose, nes didelės energijos ryšiuose tarp fosfatų liekanų yra didžiulis energijos kiekis. Adenozino trifosfatas ląstelėje atlieka daugybę funkcijų, todėl svarbu palaikyti pastovią medžiagos koncentraciją. Skilimas ir sintezė vyksta dideliu greičiu, nes jungčių energija nuolat naudojama biocheminėse reakcijose. Tai būtina medžiaga bet kuriai kūno ląstelei. Tai turbūt viskas, ką galima pasakyti apie ATP struktūrą.