Rādītāji.	DNS	RNS	ATP
Būt būrī	Kodols, mitohondriji, plastidi.	Kodols, ribosomas, mitohondriji, hloroplasti.	Citoplazma, kodols, mitohondriji. hloroplasti.
Atrodas kodolā.	Hromatīns, hromosomas.	Nucleolus.	Karioplazma.
Struktūra.	Divas garas polinukleotīdu ķēdes, spirāliski savītas pretparalēli viena pret otru.	Viena īsa polinukleotīdu ķēde.	Mononukleotīds.
Monomēri.	Dezoksiribonukleotīdi.	Ribonukleotīdi.	Nē
Nukleotīdu sastāvs.	1) slāpekļa bāze - A, G, C, T, 2) ogļhidrāti - dezoksiriboze 3) fosforskābes atlikums	1) slāpekļa bāze - A, G, C, U, 2) ogļhidrāti - riboze 3) fosforskābes atlikums	1) slāpekļa bāze - A, 2) ogļhidrāti 1 riboze 3) trīs fosforskābes atlikumi
Nukleotīdu veidi.	Adenil (A) guanilskābe (G) citidil (C) timidil (T)	Adenils (A) guanils (G) citidils (C) uracils (U)	Adenilskābe (A)
Īpašības.	1) Spēj redublēt vai replicēt (dubultoties) saskaņā ar komplementaritātes principu (komplementaritāte vai atbilstība), t.i. ūdeņraža svēto veidošanās starp A-T, G-C, 2) Stabils (atrašanās vietu nemaina).	1) Nevar reduplēties, izņemot RNS vīrusus, 2) Labils (pāriet no kodola uz citoplazmu).	Hidrolīzes rezultātā no ATP pa vienam tiek atdalīti fosforskābes atlikumi un tiek atbrīvota enerģija. ATP-ADP-AMP
Funkcijas.	1) Uzglabā, pārraida un reproducē ģenētisko informāciju 2) Regulē šūnas dzīvībai svarīgo darbību.	1) piedalās olbaltumvielu biosintēzē a) i-RNS un m-RNS pārnes ģenētisko informāciju no DNS uz proteīnu sintēzes vietu, b) r-RNS veido ribosomu, c) t-RNS atrod un pārnes aminoskābes uz olbaltumvielas sintēzes vietu. proteīnu sintēze, 2) c -RNS uzglabā, pārraida un reproducē vīrusa ģenētisko informāciju.	1) Enerģija.
Īpatnības.	1) Kodola DNS ir gara, saistīta ar olbaltumvielām un veido lineāru hromosomu. 2) Mitohondriāls ir īss un apaļš, saistīts ar olbaltumvielām un veido apļveida hromosomu. 3) Prokariotos DNS ir noslēgta gredzenā, nav saistīta ar olbaltumvielām un neveido hromosomu.	1) Dažos vīrusos ir atrodama divpavedienu RNS. 2) 5 RNS veidi: messenger RNS. Messenger RNS, ribosomu r-RNS, transporta t-RNS, vīrusu v-RNS	1) Fosforskābes atlikumi ir savstarpēji saistīti ar augstas enerģijas (augstas enerģijas) saitēm. 2) ATP molekula ir nestabila, pastāv mazāk nekā 1 minūti, tiek atjaunota un sadalīta 2400 reizes dienā.

DNS replikācija, ģenētiskais kods, ģenētiskās informācijas realizācija.

3.1. DNS replikācija. Tā kā DNS ir iedzimtības molekula, lai realizētu šo īpašību, tai ir precīzi jākopē pati sevi un tādējādi jāsaglabā sākotnējā DNS molekulā esošā informācija noteiktas nukleotīdu secības veidā. Tas tiek panākts, izmantojot īpašu procesu, ko sauc par replikāciju vai redublikāciju.

Replikācija– Tā ir DNS molekulas dubultošanās. Replikācijas pamatā ir Edvīna Čārgafa likumi (A+G=T+C), t.i. purīna bāzu summa ir vienāda ar pirimidīna bāzu summu. Stingru nukleotīdu savstarpējo atbilstību pāra DNS ķēdēs sauc par komplementaritāti (savstarpēju saikni).

Replikācijas posmi:

№	Replikācijas posmi.
	Speciāli fermenti atritina DNS molekulas dubulto spirāli un sarauj ūdeņraža saites starp ķēdēm.
	Enzīms DNS polimerāze pārvietojas pa vienu DNS ķēdi no oglekļa 3 līdz oglekļa 5 un saskaņā ar komplementaritātes noteikumu (A-T, G-C) pievieno atbilstošos nukleotīdus. Šo ķēdi sauc par vadošo ķēdi, tās dubultošanās notiek nepārtraukti.
	Otrā atpalikušā virkne atrodas pretparalēli pirmajai, un DNS polimerāze 1 var pārvietoties tikai vienā virzienā no oglekļa 3 uz oglekli 5, tāpēc DNS molekulai atritinoties, tā tiek kopēta atsevišķos fragmentos. Fragmentus sašuj kopā īpaši enzīmi – ligāzes pēc antiparalēlisma principa.
	Pēc replikācijas katra DNS molekula satur vienu “mātes” virkni un otru tikko sintezētu “meitas” virkni. Šo sintēzes principu sauc par daļēji konservatīvu, t.i. viena ķēde jaunā DNS molekulā ir “veca”, bet otrā ir “jauna”.

Ģenētiskais kods.

Iedzimtības molekulai, kas ir DNS, raksturīga ne tikai pašdublēšanās (replikācija), bet arī informācijas kodēšana, izmantojot noteiktu nukleotīdu secību. Ir zināms, ka DNS sastāv no četru veidu nukleotīdiem, tas ir, informācija DNS ir rakstīta ar 4 burtiem (A, T, G, C). To parāda matemātiskie aprēķini

1. Ja mēs izmantojam 1 nukleotīdu, mēs iegūstam 4 dažādas kombinācijas, 4<20.

2. Ja izmantojam 2 nukleotīdus, iegūstam 16 dažādas kombinācijas (4 2 =16), 16<20.

1. Ja izmantojam 3 nukleotīdus, iegūstam 64 dažādas kombinācijas (4 3 =64), 64>20.

Tādējādi 3 nukleotīdu kombinācija būs pietiekama, lai kodētu 20 aminoskābes. No 64 iespējamajiem tripletiem 61 tripleti kodē 20 neaizvietojamās aminoskābes, kas atrodamas šūnu proteīnos, un 3 tripleti ir apturēšanas signāli vai terminatori, kas pārtrauc informācijas nolasīšanu.

Trīs nukleotīdu kombinācijas, kas kodē noteiktas aminoskābes, sauc par DNS kodu vai ģenētisko kodu. Šobrīd ģenētiskais kods ir pilnībā atšifrēts, tas ir, ir zināms, kuras nukleotīdu tripleta kombinācijas kodē 20 aminoskābes. Izmantojot trīs nukleotīdu kombināciju, ir iespējams kodēt vairāk aminoskābju, nekā nepieciešams 20 aminoskābju kodēšanai. Izrādījās, ka katru aminoskābi var kodēt vairāki tripleti, izņemot metionīnu un triptofānu. Aminoskābes, kas veido dabiskos proteīnus, var piederēt dažādām grupām: neaizvietojamās skābes (3), neaizvietojamās skābes (3).

Ģenētiskais kods ir sistēma ģenētiskās informācijas ierakstīšanai DNS noteiktas nukleotīdu secības veidā (vai metode aminoskābju secības reģistrēšanai proteīnā, izmantojot nukleotīdus).

Ģenētiskajam kodam ir vairākas īpašības (7 īpašības).

Šūnas ķīmiskais sastāvs
Temats:
"Nukleīnskābes: DNS
RNS. ATF"
Uzdevumi:
Raksturojiet nukleīnskābes,
NK veidi, to lokalizācija šūnā, struktūra,
funkcijas.
Veidot zināšanas par struktūru un funkcijām
ATP.

Nukleīnskābes (NA)
Nukleīnskābes ietver
augsti polimēru savienojumi,
veidojot purīnu un
pirimidīna bāzes, pentoze un
fosforskābe. Nukleīns
skābes satur C, H, O, P un N.
Ir divas nukleīnskābju klases
skābes: ribonukleīnskābes
(RNS), kas satur cukura ribozi
(C5H10O5) un dezoksiribonukleīns
skābes (DNS), kas satur cukuru
dezoksiriboze (C5H10O4).
Nukleīnskābju nozīme dzīviem organismiem slēpjas tajā
mantojuma uzglabāšanas, pārdošanas un nodošanas nodrošināšana
informāciju.
DNS atrodas kodolā, mitohondrijās un hloroplastos – glabājas
ģenētiskā informācija. RNS atrodama arī citoplazmā un
atbildīgs par olbaltumvielu biosintēzi.

Nukleīnskābes (NA)
DNS molekulas ir polimēri
kuru monomēri ir
veidojas dezoksiribonukleotīdi
pārpalikumi:
1. Fosforskābe;
2. Dezoksiriboze;
3. Slāpekļa bāze (purīns -
adenīns, guanīns vai pirimidīns -
timīns, citozīns).
Telpiskās trīsdimensiju modelis
DNS molekulas struktūra dubultā formā
spirāle tika ierosināta 1953. gadā.
Amerikāņu biologs J. Vatsons un
Angļu fiziķis F. Kriks. Jūsu labā
pētniecībā viņi tika apbalvoti
Nobela prēmija.

Nukleīnskābes (NA)
Gandrīz J. Vatsons un F. Kriks atklāja gēna ķīmisko struktūru.
DNS nodrošina iedzimtības uzglabāšanu, ieviešanu un pārnešanu
informāciju.

Nukleīnskābes (NA)
E.Šargafs, apskatījis milzīgo
audu paraugu skaits un
dažādu organismu orgāni,
atklāja sekojošo
modelis:
jebkurā DNS fragmentā
guanīna atlieku saturs
vienmēr precīzi atbilst
citozīna un adenīna saturs
- Timins.
Šo amatu sauca
"Maksas noteikumi":
A+G
A = T; G = C
vai --- = 1
C+T

Nukleīnskābes (NA)
Dž.Vatsons un F.Kriks
izmantoja šo noteikumu
veidojot molekulas modeli
DNS. DNS ir
dubultspirāle. Tā molekula
veido divi
polinukleotīdu ķēdes,
spirāli savīts draugs
netālu no drauga un kopā apkārt
iedomātā ass.
DNS dubultās spirāles diametrs - 2
nm, kopējās spirāles solis, pa kuru
ir 10 nukleotīdu pāri -
3,4 nm. Molekulas garums - līdz
vairākus centimetrus.
Molekulmasa ir
desmitiem un simtiem miljonu. Kodolā
cilvēka šūnu kopējais DNS garums
apmēram 1-2 m.

Nukleīnskābes (NA)
Slāpekļa bāzēm ir cikliska struktūra, kas satur
kas kopā ar oglekļa atomiem ietver citu elementu atomus,
jo īpaši slāpeklis. Par slāpekļa atomu klātbūtni šajos savienojumos
tos sauc par slāpekli saturošiem, un tā kā tie ir
sārmainas īpašības - bāzes. Slāpekļa bāzes
Nukleīnskābes pieder pie pirimidīnu un purīnu klasēm.

DNS raksturojums
Kondensācijas reakcijas rezultātā
slāpekļa bāze un dezoksiriboze
veidojas nukleozīds.
Kondensācijas reakcijā starp
nukleozīds un fosforskābe
veidojas nukleotīds.
Nukleotīdu nosaukumi atšķiras no
atbilstošo bāzu nosaukumi.
Abas no tām parasti ir norādītas
ar lielajiem burtiem (A,T,G,C):
Adenīns – adenils; guanīns -
guanils; citozīns – citidils;
timīns – timidilnukleotīdi.

DNS raksturojums
Viena nukleotīdu ķēde
veidojas rezultātā
kondensācijas reakcijas
nukleotīdi.
Turklāt starp 3 collu oglekļa
viens atlikušais cukurs
nukleotīds un atlikums
cita fosforskābe
rodas fosfodiesteris
savienojums.
Rezultātā,
nesazarots
polinukleotīdu ķēdes. Viens
polinukleotīdu ķēdes beigas
beidzas ar 5" oglekli (tā
sauc par 5" galu), otrs ir 3" oglekļa (3" gals).

10.

DNS raksturojums

11.

DNS raksturojums
Pret vienu nukleotīdu virkni
atrodas otrā ķēde.
Polinukleotīdu ķēdes DNS molekulā
palikt tuvu viens otram
ūdeņraža parādīšanās dēļ
saites starp slāpekļa bāzēm
nukleotīdi, kas atrodas viens otrā
pret draugu.
Tā pamatā ir pāru savstarpējās mijiedarbības princips
bāzes: pret adenīnu - timīns citā ķēdē un pret guanīna citozīnu citā, tas ir, adenīns ir komplementārs timīnam un starp
tiem ir divas ūdeņraža saites un guanīna - citozīns (trīs ūdeņraža saites
sakari).
Komplementaritāte ir nukleotīdu spēja
selektīvs savienojums viens ar otru.

12.

DNS raksturojums

13.

DNS raksturojums
DNS virknes ir pretparalēlas
(daudzvirzienu), tas ir, pret
Vienas ķēdes 3" gals ir otras ķēdes 5" gals.
Pavērsts pret molekulas perifēriju
cukura-fosfāta mugurkauls. Iekšā
molekulas ir apgrieztas slāpekļa saturošas
pamatojums.
Viena no unikālajām īpašībām
DNS molekula ir viņa
replikācija – spēja
pašdublēšanās - pavairošana
precīzas oriģinālās molekulas kopijas.

14.

15.

DNS replikācija
Pateicoties šai spējai
Tiek veiktas DNS molekulas
iedzimtības pārnešana
informācija no mātes šūnas
meitas sadalīšanas laikā.
Molekulas pašdublēšanās process
DNS sauc par replikāciju.
Replikācija ir sarežģīts process
notiek ar fermentu līdzdalību
(DNS polimerāzes un citas) un
dezoksiribonukleozīdu trifosfāti.
Tiek veikta replikācija
puskonservatīvā veidā, tad
tur ir katra DNS virkne, kas izvirzīta tajā
matricas loma, saskaņā ar principu
papildināmība tiek pabeigta
jauna ķēde. Tādējādi iekšā
katrai meitas DNS ir viena virkne
ir mātes, un otrā ir
tikko sintezēts.

16.

DNS replikācija
Mātes DNS virknē
antiparalēli. DNS polimerāzes ir spējīgas
pārvietoties vienā
virziens - no 3" gala līdz 5" galam, ēka
bērnu ķēde
antiparalēli - no 5" līdz
3" gals.
Tāpēc DNS polimerāze
nepārtraukti
ievācas
virziens 3"→5"
viena ķēde, sintezēšana
meita Šī ķēde
sauc par vadošo.

17.

DNS replikācija
Cita DNS polimerāze
pārvietojas pa citu ķēdi iekšā
otrā puse (arī iekšā
virziens 3"→5"),
sintezējot otro meitu
ķēde fragmentos (to
sauc par fragmentiem
Okazaki), kurš pēc
replikācija ir pabeigta
ligazes ir sašūtas vienā
ķēde. Šo ķēdi sauc
atpaliek.
Tādējādi uz ķēdes 3"-5"
replikācija turpinās
un uz 5"-3" ķēdes - ar pārtraukumiem.

18.

19. RNS raksturojums

RNS molekulas ir polimēri
kuru monomēri ir
ribonukleotīdi, ko veido: atlikums
piecu oglekļa cukurs - riboze; atgādinājums
viena no slāpekļa bāzēm: purīns -
adenīns, guanīns; pirimidīns - uracils,
citozīns; fosforskābes atliekas.

20. RNS raksturojums

RNS molekula ir
nesazarots polinukleotīds, kas
var būt primārā struktūra -
nukleotīdu secība, sekundāra
– cilpu veidošanās savienošanas pārī dēļ
komplementārie nukleotīdi vai
terciārā struktūra – izglītība
kompakta struktūra, pateicoties
spirālveida reģionu mijiedarbība
sekundārā struktūra.

21.

RNS raksturojums
Slāpekļa bāzes kondensācijas reakcijas rezultātā ar cukuru
riboze kondensācijas reakcijas laikā veido ribonukleozīdu
nukleozīds ar fosforskābi veido ribonukleotīdu.
Nukleotīdu nosaukumi: purīns (biciklisks) - adenils,
guanils, pirimidīns - uridils un citidils.

22.RNS raksturojums

23.

RNS raksturojums
RNS nukleotīdi reakcijas laikā
veidojas kondensāts
esteru saites, tātad
veidojas polinukleotīds
ķēde.

24.RNS raksturojums

Atšķirībā no DNS, RNS molekula parasti ir
veido nevis divi, bet viens
polinukleotīdu ķēde. Tomēr viņa
var veidoties arī nukleotīdi
ūdeņraža saites savā starpā, bet šis
iekšējie, nevis starpķēžu savienojumi
komplementārie nukleotīdi. RNS pavedieni
daudz īsāki nekā DNS pavedieni.
Informācija par RNS molekulas uzbūvi
iestrādāts DNS molekulās. Molekulu sintēze
RNS notiek uz DNS veidnes ar līdzdalību
RNS polimerāzes fermenti un tiek saukts
transkripcija. Ja DNS saturs in
šūna ir relatīvi nemainīga
RNS saturs ļoti svārstās.
Lielākais RNS daudzums šūnās
novērota proteīnu sintēzes laikā.

25.

RNS raksturojums

26.RNS raksturojums

RNS saturs jebkurā
šūnas ir 5-10 reizes augstākas
DNS saturs. Pastāv
trīs galvenās klases
ribonukleīnskābes:
Informācija
(veidne) RNS - mRNS (5%);
pārneses RNS - tRNS
(10%);
ribosomu RNS - rRNS
(85%).
Visu veidu RNS nodrošina
olbaltumvielu biosintēze.

27.RNS raksturojums

Messenger RNS.
Visdažādākā
izmērs un stabilitāte
Klase. Tās visas ir
ģenētisko nesēju
informāciju no kodola uz
citoplazma. Viņi kalpo
matrica sintēzei
olbaltumvielu molekulas, jo
noteikt aminoskābi
secība
primārā struktūra
proteīna molekula.
mRNS veido līdz
5% no kopējā satura
RNS vienā šūnā, aptuveni 30 000
nukleotīdi.

28.RNS raksturojums

Pārnest RNS
Pārneses RNS molekulas satur
parasti 76-85 nukleotīdi un ir
terciārā struktūra, tRNS daļa
veido līdz 10% no kopējā satura
RNS šūnā.
Funkcijas: tās piegādā aminoskābes
olbaltumvielu sintēzes vieta, ribosomas.
Šūna satur vairāk nekā 30 veidu tRNS.
Katram tRNS veidam ir tikai raksturīga iezīme
tam nukleotīdu secība.
Tomēr visām molekulām ir vairākas
intramolekulāri komplementāri
jomas, pateicoties kuru klātbūtnei visi
tRNS ir terciāra struktūra
veidota kā āboliņa lapa.

29.RNS raksturojums

30.RNS raksturojums

Ribosomu RNS.
Ribosomu RNS daļa
(rRNS) veido 80-85% no
kopējais RNS saturs
šūna, sastāv no 3000 – 5000
nukleotīdi.
Citoplazmas ribosomas
satur 4 dažādas molekulas
RNS. Mazajā apakšvienībā ir viens
molekula, lielajā - trīs
RNS molekulas. Ribosomā
apmēram 100 olbaltumvielu molekulas.

31.

ATP īpašības
Adenozīna trifosforskābe (ATP) ir universāls transportētājs
un galvenais enerģijas akumulators dzīvās šūnās. ATP ir ietverts
visas augu un dzīvnieku šūnas. ATP daudzums svārstās un
vidējais ir 0,04% (uz vienu šūnu mitru svaru).

32.

ATP īpašības
Šūnā ATP molekula tiek patērēta vienas minūtes laikā pēc tam
viņas izglītība. Personai ir ATP daudzums, kas vienāds ar viņa ķermeņa svaru.
tiek veidota un iznīcināta ik pēc 24 stundām.

33.

ATP īpašības
ATP ir nukleotīds, ko veido atlikumi
slāpekļa bāze (adenīns), cukurs (riboze) un fosfors
skābes. Atšķirībā no citiem nukleotīdiem ATP satur nevis vienu, bet
trīs fosforskābes atlikumi.

34.

ATP īpašības
ATP attiecas uz augstas enerģijas vielām - vielām
kas satur lielu daudzumu enerģijas savās saitēs.
ATP ir nestabila molekula: pēc gala atlikuma hidrolīzes
fosforskābe, ATP tiek pārveidota par ADP (adenozīndifosforskābi
skābe), un tiek atbrīvota 30,6 kJ enerģija.

35.

ATP īpašības
ADP var arī sadalīties, veidojot AMP
(adenozīna monofosforskābe). Bezmaksas enerģijas izlaide plkst
otrā gala atlikuma šķelšanās ir aptuveni 30,6 kJ.

36.

ATP īpašības
Trešās fosfātu grupas izvadīšanu pavada
atbrīvo tikai 13,8 kJ. Tādējādi ATP ir divi
makroerģiskie savienojumi.

Kas ir DNS un RNS? Kādas ir viņu funkcijas un nozīme mūsu pasaulē? No kā tie ir izgatavoti un kā tie darbojas? Tas un daudz kas cits ir apspriests rakstā.

Kas ir DNS un RNS

Bioloģijas zinātnes, kas pēta ģenētiskās informācijas uzglabāšanas, ieviešanas un pārraides principus, neregulāro biopolimēru struktūru un funkcijas, pieder pie molekulārās bioloģijas.

Biopolimēri, lielmolekulārie organiskie savienojumi, kas veidojas no nukleotīdu atliekām, ir nukleīnskābes. Tie glabā informāciju par dzīvu organismu, nosaka tā attīstību, augšanu un iedzimtību. Šīs skābes ir iesaistītas olbaltumvielu biosintēzē.

Dabā ir divu veidu nukleīnskābes:

• DNS - dezoksiribonukleīns;
• RNS ir ribonukleīna.

Kas ir DNS, pasaulei tika pastāstīts 1868. gadā, kad tā tika atklāta leikocītu un laša spermas šūnu kodolos. Vēlāk tās tika atrastas visās dzīvnieku un augu šūnās, kā arī baktērijās, vīrusos un sēnēs. 1953. gadā J. Vatsons un F. Kriks rentgenstaru strukturālās analīzes rezultātā izveidoja modeli, kas sastāv no divām polimēru ķēdēm, kas ir savītas spirālē viena ap otru. 1962. gadā šiem zinātniekiem par atklājumu tika piešķirta Nobela prēmija.

Dezoksiribonukleīnskābe

Kas ir DNS? Šī ir nukleīnskābe, kas satur indivīda genotipu un pārraida informāciju pēc mantojuma, pašatražojot. Tā kā šīs molekulas ir tik lielas, pastāv milzīgs skaits iespējamo nukleotīdu secību. Tāpēc dažādu molekulu skaits ir praktiski bezgalīgs.

DNS struktūra

Šīs ir lielākās bioloģiskās molekulas. To izmērs svārstās no vienas ceturtdaļas baktērijās līdz četrdesmit milimetriem cilvēka DNS, kas ir daudz lielāks par proteīna maksimālo izmēru. Tie sastāv no četriem monomēriem, nukleīnskābju strukturālajiem komponentiem - nukleotīdiem, kas ietver slāpekļa bāzi, fosforskābes atlikumu un dezoksiribozi.

Slāpekļa bāzēm ir divkāršs oglekļa un slāpekļa gredzens - purīni un viens gredzens - pirimidīni.

Purīni ir adenīns un guanīns, un pirimidīni ir timīns un citozīns. Tos apzīmē ar lielajiem latīņu burtiem: A, G, T, C; un krievu literatūrā - kirilicā: A, G, T, Ts, izmantojot ķīmisko ūdeņraža saiti, tie savienojas viens ar otru, kā rezultātā parādās nukleīnskābes.

Visumā spirāle ir visizplatītākā forma. Tātad arī DNS molekulas struktūrā tā ir. Polinukleotīdu ķēde ir savīta kā spirālveida kāpnes.

Molekulā esošās ķēdes ir vērstas pretēji viena otrai. Izrādās, ja vienā ķēdē orientācija ir no 3" gala līdz 5", tad otrā ķēdē orientācija būs pretēja - no 5" gala uz 3".

Komplementaritātes princips

Abus pavedienus ar slāpekļa bāzēm savieno molekulā tā, ka adenīnam ir saite ar timīnu, bet guanīnam tikai ar citozīnu. Secīgi nukleotīdi vienā ķēdē nosaka otru. Šī atbilstība, kas ir pamatā jaunu molekulu parādīšanās replikācijas vai dublēšanās rezultātā, tiek saukta par komplementaritāti.

Izrādās, ka adenilnukleotīdu skaits ir vienāds ar timidilnukleotīdu skaitu, un guanilnukleotīdu skaits ir vienāds ar citidilnukleotīdu skaitu. Šī sarakste kļuva pazīstama kā Čārgafa likums.

Replikācija

Pašreprodukcijas process, kas notiek fermentu kontrolē, ir galvenā DNS īpašība.

Viss sākas ar spirāles attīšanu, pateicoties fermentam DNS polimerāzei. Pēc ūdeņraža saišu pārrāvuma vienā un otrā virknē tiek sintezēta meitas ķēde, kuras materiāls ir kodolā esošie brīvie nukleotīdi.

Katra DNS virkne ir veidne jaunai virknei. Rezultātā no vienas tiek iegūtas divas absolūti identiskas pamatmolekulas. Šajā gadījumā viens pavediens tiek sintezēts kā nepārtraukts pavediens, bet otrs vispirms ir fragmentārs, tikai pēc tam savienojas.

DNS gēni

Molekula satur visu svarīgo informāciju par nukleotīdiem un nosaka aminoskābju atrašanās vietu olbaltumvielās. Cilvēku un visu pārējo organismu DNS uzglabā informāciju par savām īpašībām, nododot tās pēcnācējiem.

Daļa no tā ir gēns – nukleotīdu grupa, kas kodē informāciju par proteīnu. Šūnas gēnu kopums veido tās genotipu jeb genomu.

Gēni atrodas noteiktā DNS daļā. Tie sastāv no noteikta skaita nukleotīdu, kas ir sakārtoti secīgā kombinācijā. Tas nozīmē, ka gēns nevar mainīt savu vietu molekulā, un tam ir ļoti specifisks nukleotīdu skaits. To secība ir unikāla. Piemēram, vienu pasūtījumu izmanto adrenalīna ražošanai, bet otru insulīnam.

Papildus gēniem DNS satur nekodējošas sekvences. Tie regulē gēnu darbību, palīdz hromosomām un iezīmē gēna sākumu un beigas. Bet šodien vairuma no viņiem loma joprojām nav zināma.

Ribonukleīnskābe

Šī molekula daudzos veidos ir līdzīga dezoksiribonukleīnskābei. Tomēr tas nav tik liels kā DNS. Un RNS arī sastāv no četru veidu polimēru nukleotīdiem. Trīs no tiem ir līdzīgi DNS, bet timīna vietā tajā ir uracils (U vai U). Turklāt RNS sastāv no ogļhidrāta - ribozes. Galvenā atšķirība ir tā, ka šīs molekulas spirāle ir viena, atšķirībā no dubultās spirāles DNS.

RNS funkcijas

Ribonukleīnskābes funkcijas balstās uz trīs dažādiem RNS veidiem.

Informācija nodod ģenētisko informāciju no DNS uz kodola citoplazmu. To sauc arī par matricu. Šī ir atvērta ķēde, kas sintezēta kodolā, izmantojot fermentu RNS polimerāzi. Neskatoties uz to, ka tā procentuālais daudzums molekulā ir ārkārtīgi zems (no trīs līdz pieciem procentiem no šūnas), tam ir vissvarīgākā funkcija – darboties kā proteīnu sintēzes matricai, informējot par to uzbūvi no DNS molekulām. Vienu proteīnu kodē viena noteikta DNS, tāpēc to skaitliskā vērtība ir vienāda.

Ribosomu sistēma galvenokārt sastāv no citoplazmas granulām - ribosomām. R-RNS tiek sintezētas kodolā. Tie veido aptuveni astoņdesmit procentus no visas šūnas. Šai sugai ir sarežģīta struktūra, kas veido cilpas uz papildināmām daļām, kas noved pie molekulārās pašorganizācijas sarežģītā ķermenī. Starp tiem ir trīs veidi prokariotos un četri eikariotos.

Transports darbojas kā “adapteris”, sakārtojot polipeptīdu ķēdes aminoskābes atbilstošā secībā. Vidēji tas sastāv no astoņdesmit nukleotīdiem. Šūnā, kā likums, ir gandrīz piecpadsmit procenti. Tas ir paredzēts aminoskābju transportēšanai uz vietu, kur tiek sintezēts proteīns. Šūnā ir no divdesmit līdz sešdesmit veidu pārneses RNS. Viņiem visiem ir līdzīga organizācija kosmosā. Viņi iegūst struktūru, ko sauc par āboliņa lapu.

RNS un DNS nozīme

Kad DNS tika atklāta, tās loma nebija tik acīmredzama. Pat šodien, lai gan ir atklāts daudz vairāk informācijas, daži jautājumi paliek neatbildēti. Un daži, iespējams, vēl nav pat formulēti.

DNS un RNS labi zināmā bioloģiskā nozīme ir tāda, ka DNS pārraida iedzimtu informāciju, un RNS ir iesaistīta olbaltumvielu sintēzē un kodē olbaltumvielu struktūru.

Tomēr ir versijas, ka šī molekula ir saistīta ar mūsu garīgo dzīvi. Kas šajā nozīmē ir cilvēka DNS? Tajā ir visa informācija par viņu, viņa dzīves aktivitāti un iedzimtību. Metafiziķi uzskata, ka tajā ir ietverta iepriekšējo dzīvju pieredze, DNS atjaunošanas funkcijas un pat Augstākā Es - Radītāja, Dieva enerģija.

Pēc viņu domām, ķēdēs ir kodi, kas attiecas uz visiem dzīves aspektiem, ieskaitot garīgo. Bet daļa informācijas, piemēram, par sava ķermeņa atjaunošanu, atrodas daudzdimensionālās telpas kristāla struktūrā, kas atrodas ap DNS. Tas attēlo dodekaedru un ir visa dzīvības spēka atmiņa.

Sakarā ar to, ka cilvēks nenoslogo sevi ar garīgām zināšanām, informācijas apmaiņa DNS ar kristālisko apvalku notiek ļoti lēni. Vidusmēra cilvēkam tas ir tikai piecpadsmit procenti.

Tiek pieņemts, ka tas tika darīts īpaši, lai saīsinātu cilvēka dzīvi un nokristu līdz dualitātes līmenim. Tādējādi cilvēka karmiskais parāds palielinās, un uz planētas tiek uzturēts dažām būtnēm nepieciešamais vibrāciju līmenis.

Ogļhidrāti- Tie ir organiskie savienojumi, kas ietver oglekli, ūdeņradi un skābekli. Ogļhidrātus iedala mono-, di- un polisaharīdos.

Monosaharīdi ir vienkārši cukuri, kas sastāv no 3 vai vairāk C atomiem: glikozes, ribozes un dezoksiribozes. Nehidrolizēt, var kristalizēties, šķīst ūdenī, ir salda garša

Polisaharīdi veidojas monosaharīdu polimerizācijas rezultātā. Tajā pašā laikā tie zaudē spēju kristalizēties un saldo garšu. Piemērs - ciete, glikogēns, celuloze.

1. Enerģija ir galvenais enerģijas avots šūnā (1 grams = 17,6 kJ)

2. strukturālā - daļa no augu šūnu (celulozes) un dzīvnieku šūnu membrānām

3. avots citu savienojumu sintēzei

4. uzglabāšana (glikogēns - dzīvnieku šūnās, ciete - augu šūnās)

5. savienošana

Lipīdi- glicerīna un taukskābju kompleksie savienojumi. Nešķīst ūdenī, tikai organiskos šķīdinātājos. Ir vienkārši un sarežģīti lipīdi.

Lipīdu funkcijas:

1. strukturālais - visu šūnu membrānu pamats

2. enerģija (1 g = 37,6 kJ)

3. uzglabāšana

4. siltumizolācija

5. intracelulārā ūdens avots

ATP - viena universāla energoietilpīga viela augu, dzīvnieku un mikroorganismu šūnās. Ar ATP palīdzību šūnā tiek uzkrāta un transportēta enerģija. ATP sastāv no slāpekļa bāzes adeīna, ogļhidrātu ribozes un trīs fosforskābes atlikumiem. Fosfātu grupas ir savienotas viena ar otru, izmantojot augstas enerģijas saites. ATP funkcijas ir enerģijas pārnešana.

Vāveres ir dominējošā viela visos dzīvajos organismos. Proteīns ir polimērs, kura monomērs ir aminoskābes (20). Aminoskābes ir savienotas proteīna molekulā, izmantojot peptīdu saites, kas veidojas starp vienas aminoskābes aminogrupu un citas aminoskābes karboksilgrupu. Katrai šūnai ir unikāls olbaltumvielu komplekts.

Ir vairāki proteīna molekulas organizācijas līmeņi. Primārs struktūra - aminoskābju secība, kas savienota ar peptīdu saiti. Šī struktūra nosaka proteīna specifiku. In sekundārais Molekulas struktūrai ir spirāles forma, tās stabilitāti nodrošina ūdeņraža saites. Terciārais struktūra veidojas spirāles pārtapšanas rezultātā trīsdimensiju sfēriskā formā - globulā. Kvartārs rodas, kad vairākas olbaltumvielu molekulas apvienojas vienā kompleksā. Olbaltumvielu funkcionālā aktivitāte izpaužas 2, 3 vai 3 struktūrā.

Olbaltumvielu struktūra mainās dažādu ķīmisko vielu (skābes, sārmu, spirta un citu) un fizikālo faktoru (augsts un zems t starojums), fermentu ietekmē. Ja šīs izmaiņas saglabā primāro struktūru, process ir atgriezenisks un tiek izsaukts denaturācija Tiek saukta primārās struktūras iznīcināšana koagulācija(neatgriezenisks olbaltumvielu iznīcināšanas process)

Olbaltumvielu funkcijas

1. strukturālā

2. katalītiskais

3. saraušanās (aktīna un miozīna proteīni muskuļu šķiedrās)

4. transports (hemoglobīns)

5. regulējošs (insulīns)

6. signāls

7. aizsargājošs

8. enerģija (1 g = 17,2 kJ)

Nukleīnskābju veidi. Nukleīnskābes- fosforu saturoši dzīvo organismu biopolimēri, kas nodrošina iedzimtības informācijas uzglabāšanu un pārraidi. Tos 1869. gadā atklāja Šveices bioķīmiķis F. Mišers leikocītu un laša spermas kodolos. Pēc tam nukleīnskābes tika atrastas visās augu un dzīvnieku šūnās, vīrusos, baktērijās un sēnēs.

Dabā ir divu veidu nukleīnskābes - dezoksiribonukleīnskābe (DNS) Un ribonukleīnskābe (RNS). Atšķirība nosaukumos izskaidrojama ar to, ka DNS molekula satur piecu ogļu cukura dezoksiribozi, bet RNS molekula satur ribozi.

DNS galvenokārt atrodama šūnas kodola hromosomās (99% no visas šūnas DNS), kā arī mitohondrijās un hloroplastos. RNS ir daļa no ribosomām; RNS molekulas atrodas arī citoplazmā, plastidu matricā un mitohondrijās.

Nukleotīdi- nukleīnskābju strukturālās sastāvdaļas. Nukleīnskābes ir biopolimēri, kuru monomēri ir nukleotīdi.

Nukleotīdi- sarežģītas vielas. Katrs nukleotīds satur slāpekļa bāzi, piecu oglekļa cukuru (ribozi vai dezoksiribozi) un fosforskābes atlikumu.

Ir piecas galvenās slāpekļa bāzes: adenīns, guanīns, uracils, timīns un citozīns.

DNS. DNS molekula sastāv no divām polinukleotīdu ķēdēm, kas ir spirāli savītas viena pret otru.

DNS molekulas nukleotīdi satur četru veidu slāpekļa bāzes: adenīnu, guanīnu, timīnu un citocīnu. Polinukleotīdu ķēdē blakus esošie nukleotīdi ir savienoti viens ar otru ar kovalentām saitēm.

DNS polinukleotīdu ķēde ir savīti spirāles veidā kā spirālveida kāpnes un savienota ar citu, komplementāru ķēdi, izmantojot ūdeņraža saites, kas veidojas starp adenīnu un timīnu (divas saites), kā arī guanīnu un citozīnu (trīs saites). Nukleotīdus A un T, G un C sauc papildinoši.

Rezultātā jebkurā organismā adenilnukleotīdu skaits ir vienāds ar timidilnukleotīdu skaitu, un guanilnukleotīdu skaits ir vienāds ar citidilnukleotīdu skaitu. Pateicoties šai īpašībai, nukleotīdu secība vienā ķēdē nosaka to secību otrā. Šo spēju selektīvi apvienot nukleotīdus sauc komplementaritāte, un šī īpašība ir pamatā jaunu DNS molekulu veidošanai, pamatojoties uz sākotnējo molekulu (replikācija, i., dubultošana).

Mainoties apstākļiem, DNS, tāpat kā olbaltumvielas, var denaturēties, ko sauc par kušanu. Pakāpeniski atgriežoties normālos apstākļos, DNS renaturējas.

DNS funkcija ir ģenētiskās informācijas uzglabāšana, pārraide un reproducēšana paaudžu garumā. Jebkuras šūnas DNS kodē informāciju par visām konkrētā organisma olbaltumvielām, par to, kuras olbaltumvielas, kādā secībā un kādos daudzumos tiks sintezētas. Aminoskābju secību olbaltumvielās DNS ieraksta tā sauktais ģenētiskais (tripleta) kods.

Galvenā īpašums DNS ir tās spēja replicēties.

Replikācija - Tas ir DNS molekulu pašdublēšanās process, kas notiek fermentu kontrolē. Replikācija notiek pirms katra kodola dalījuma. Tas sākas ar DNS spirāles īslaicīgu atritināšanu fermenta DNS polimerāzes ietekmē. Uz katras no ķēdēm, kas veidojas pēc ūdeņraža saišu pārrāvuma, tiek sintezēta meitas DNS virkne pēc komplementaritātes principa. Sintēzes materiāls ir brīvie nukleotīdi, kas atrodas kodolā

Tādējādi katrai polinukleotīdu ķēdei ir sava loma matricas jaunai komplementārai ķēdei (tāpēc DNS molekulu dubultošanās process attiecas uz reakcijām matricas sintēze). Rezultāts ir divas DNS molekulas, no kurām katrai ir viena ķēde, kas palikusi no mātes molekulas (puse), bet otra ir tikko sintezēta. Turklāt viena jauna ķēde tiek sintezēta nepārtraukti, bet otrā - vispirms īsu fragmentu veidā pēc tam tiek iešūtas garā ķēdē īpašs enzīms - DNS ligāze Replikācijas rezultātā divas jaunas DNS molekulas ir precīza sākotnējās molekulas kopija.

Replikācijas bioloģiskā nozīme slēpjas precīzā iedzimtās informācijas pārnešanā no mātes šūnas uz meitas šūnām, kas notiek somatisko šūnu dalīšanās laikā.

RNS. RNS molekulu struktūra daudzējādā ziņā ir līdzīga DNS molekulu struktūrai. Tomēr ir vairākas būtiskas atšķirības. RNS molekulā nukleotīdi satur ribozi dezoksiribozes vietā un uridilnukleotīdu (U) timidilnukleotīda (T) vietā. Galvenā atšķirība no DNS ir tā, ka RNS molekula ir viena virkne. Tomēr tā nukleotīdi spēj veidot ūdeņraža saites savā starpā (piemēram, tRNS, rRNS molekulās), bet šajā gadījumā mēs runājam par komplementāru nukleotīdu ķēdes savienojumu. RNS ķēdes ir daudz īsākas nekā DNS.

Šūnā ir vairāki RNS veidi, kas atšķiras pēc molekulārā izmēra, struktūras, atrašanās vietas šūnā un funkcijām:

1. Messenger RNS (mRNS) - pārnes ģenētisko informāciju no DNS uz ribosomām

2. Ribosomu RNS (rRNS) - ribosomu daļa

3. 3. Transfer RNS (tRNS) - proteīnu sintēzes laikā pārnes aminoskābes uz ribosomām



Miljoniem bioķīmisko reakciju notiek jebkurā mūsu ķermeņa šūnā. Tos katalizē dažādi fermenti, kuriem bieži vien ir nepieciešama enerģija. Kur šūna to iegūst? Uz šo jautājumu var atbildēt, ja ņemam vērā ATP molekulas struktūru - vienu no galvenajiem enerģijas avotiem.

ATP ir universāls enerģijas avots

ATP apzīmē adenozīna trifosfātu vai adenozīna trifosfātu. Viela ir viens no diviem svarīgākajiem enerģijas avotiem jebkurā šūnā. ATP struktūra un tā bioloģiskā loma ir cieši saistītas. Lielākā daļa bioķīmisko reakciju var notikt tikai ar vielas molekulu piedalīšanos, jo īpaši tas attiecas uz ATP reakcijā tieši: lai notiktu kāds process, ir nepieciešama enerģija, kas atrodas tieši adenozīna trifosfātā.

Vielas molekulu struktūra ir tāda, ka saites, kas veidojas starp fosfātu grupām, nes milzīgu enerģijas daudzumu. Tāpēc šādas saites tiek sauktas arī par makroerģiskām jeb makroenerģētiskām (makro=daudz, liels daudzums). Šo terminu pirmais ieviesa zinātnieks F. Lipmans, un viņš arī ierosināja to apzīmēšanai izmantot simbolu ̴.

Šūnai ir ļoti svarīgi uzturēt nemainīgu adenozīna trifosfāta līmeni. Īpaši tas attiecas uz muskuļu šūnām un nervu šķiedrām, jo ​​tās ir visvairāk atkarīgas no enerģijas un to funkciju veikšanai ir nepieciešams augsts adenozīna trifosfāta saturs.

ATP molekulas struktūra

Adenozīna trifosfāts sastāv no trim elementiem: ribozes, adenīna un atlikumiem

Ribose- ogļhidrāti, kas pieder pie pentozes grupas. Tas nozīmē, ka riboze satur 5 oglekļa atomus, kas ir iekļauti ciklā. Riboze savienojas ar adenīnu caur β-N-glikozīdu saiti uz 1. oglekļa atoma. Pentozei pievieno arī fosforskābes atlikumus uz 5. oglekļa atoma.

Adenīns ir slāpekļa bāze. Atkarībā no tā, kura slāpekļa bāze ir piesaistīta ribozei, izšķir arī GTP (guanozīna trifosfātu), TTP (timidīna trifosfātu), CTP (citidīna trifosfātu) un UTP (uridīna trifosfātu). Visas šīs vielas pēc struktūras ir līdzīgas adenozīna trifosfātam un veic aptuveni tādas pašas funkcijas, taču šūnā tās ir daudz retāk sastopamas.

Fosforskābes atliekas. Pie ribozes var piesaistīt ne vairāk kā trīs fosforskābes atlikumus. Ja ir divi vai tikai viens, tad vielu sauc par ADP (difosfātu) vai AMP (monofosfātu). Tieši starp fosfora atlikumiem tiek noslēgtas makroenerģētiskās saites, pēc kuru pārrāvuma izdalās 40 līdz 60 kJ enerģijas. Ja tiek pārrautas divas saites, atbrīvojas 80, retāk - 120 kJ enerģijas. Pārraujot saiti starp ribozi un fosfora atlikumu, atbrīvojas tikai 13,8 kJ, tāpēc trifosfāta molekulā ir tikai divas augstas enerģijas saites (P ̴ P ̴ P), bet ADP molekulā ir viena (P ̴). P).

Šīs ir ATP strukturālās iezīmes. Sakarā ar to, ka starp fosforskābes atlikumiem veidojas makroenerģētiskā saite, ATP struktūra un funkcijas ir savstarpēji saistītas.

ATP struktūra un molekulas bioloģiskā loma. Adenozīna trifosfāta papildu funkcijas

Papildus enerģijai ATP šūnā var veikt daudzas citas funkcijas. Kopā ar citiem nukleotīdu trifosfātiem trifosfāts ir iesaistīts nukleīnskābju veidošanā. Šajā gadījumā ATP, GTP, TTP, CTP un UTP ir slāpekļa bāzu piegādātāji. Šis īpašums tiek izmantots procesos un transkripcijā.

ATP ir nepieciešams arī jonu kanālu darbībai. Piemēram, Na-K kanāls izsūknē no šūnas 3 nātrija molekulas un šūnā iesūknē 2 kālija molekulas. Šī jonu strāva ir nepieciešama, lai uzturētu pozitīvu lādiņu uz membrānas ārējās virsmas, un tikai ar adenozīna trifosfāta palīdzību kanāls var funkcionēt. Tas pats attiecas uz protonu un kalcija kanāliem.

ATP ir otrā ziņotāja cAMP (cikliskā adenozīna monofosfāta) prekursors - cAMP ne tikai pārraida signālu, ko saņem šūnu membrānas receptori, bet arī ir allosteriskais efektors. Allosteriskie efektori ir vielas, kas paātrina vai palēnina fermentatīvās reakcijas. Tādējādi cikliskais adenozīna trifosfāts inhibē enzīma sintēzi, kas katalizē laktozes sadalīšanos baktēriju šūnās.

Pati adenozīna trifosfāta molekula var būt arī allosterisks efektors. Turklāt šādos procesos ADP darbojas kā ATP antagonists: ja trifosfāts paātrina reakciju, tad difosfāts to kavē un otrādi. Šīs ir ATP funkcijas un struktūra.

Kā šūnā veidojas ATP?

ATP funkcijas un struktūra ir tāda, ka vielas molekulas tiek ātri izmantotas un iznīcinātas. Tāpēc trifosfātu sintēze ir svarīgs process enerģijas veidošanā šūnā.

Ir trīs vissvarīgākie adenozīna trifosfāta sintēzes veidi:

1. Substrāta fosforilēšana.

2. Oksidatīvā fosforilēšana.

3. Fotofosforilēšana.

Substrāta fosforilēšana balstās uz vairākām reakcijām, kas notiek šūnu citoplazmā. Šīs reakcijas sauc par glikolīzi – anaerobo stadiju 1 glikolīzes cikla rezultātā no 1 glikozes molekulas tiek sintezētas divas molekulas, kuras pēc tam tiek izmantotas enerģijas ražošanai, kā arī tiek sintezētas divas ATP.

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

Šūnu elpošana

Oksidatīvā fosforilēšana ir adenozīna trifosfāta veidošanās, pārnesot elektronus pa membrānas elektronu transportēšanas ķēdi. Šīs pārneses rezultātā vienā membrānas pusē veidojas protonu gradients un ar ATP sintāzes proteīna integrālā komplekta palīdzību tiek uzbūvētas molekulas. Process notiek uz mitohondriju membrānas.

Glikolīzes un oksidatīvās fosforilācijas posmu secība mitohondrijās ir kopīgs process, ko sauc par elpošanu. Pēc pilnīga cikla no 1 glikozes molekulas šūnā veidojas 36 ATP molekulas.

Fotofosforilēšana

Fotofosforilēšanas process ir tā pati oksidatīvā fosforilēšana ar tikai vienu atšķirību: fotofosforilēšanas reakcijas notiek šūnas hloroplastos gaismas ietekmē. ATP tiek ražots fotosintēzes gaismas stadijā, kas ir galvenais enerģijas ražošanas process zaļajos augos, aļģēs un dažās baktērijās.

Fotosintēzes laikā elektroni iziet cauri vienai un tai pašai elektronu transportēšanas ķēdei, kā rezultātā veidojas protonu gradients. Protonu koncentrācija vienā membrānas pusē ir ATP sintēzes avots. Molekulu montāžu veic enzīms ATP sintāze.

Vidējā šūna satur 0,04% adenozīna trifosfāta pēc svara. Tomēr vislielākā vērtība tiek novērota muskuļu šūnās: 0,2-0,5%.

Šūnā ir aptuveni 1 miljards ATP molekulu.

Katra molekula dzīvo ne vairāk kā 1 minūti.

Viena adenozīna trifosfāta molekula tiek atjaunota 2000-3000 reizes dienā.

Kopumā dienā cilvēka organisms sintezē 40 kg adenozīna trifosfāta, un jebkurā brīdī ATP rezerve ir 250 g.

Secinājums

ATP struktūra un tā molekulu bioloģiskā loma ir cieši saistītas. Vielai ir galvenā loma dzīvības procesos, jo augstas enerģijas saites starp fosfātu atliekām satur milzīgu enerģijas daudzumu. Adenozīna trifosfāts šūnā pilda daudzas funkcijas, un tāpēc ir svarīgi uzturēt nemainīgu vielas koncentrāciju. Sabrukšana un sintēze notiek lielā ātrumā, jo saišu enerģija tiek pastāvīgi izmantota bioķīmiskās reakcijās. Šī ir būtiska viela jebkurai ķermeņa šūnai. Tas, iespējams, ir viss, ko var teikt par ATP struktūru.