Ukazovatele.	DNA	RNA	ATP
Byť v klietke	Jadro, mitochondrie, plastidy.	Jadro, ribozómy, mitochondrie, chloroplasty.	Cytoplazma, jadro, mitochondrie. chloroplasty.
Nachádza sa v jadre.	Chromatín, chromozómy.	Nucleolus.	karyoplazma.
Štruktúra.	Dva dlhé polynukleotidové reťazce, špirálovito skrútené antiparalelne voči sebe navzájom.	Jeden krátky polynukleotidový reťazec.	Mononukleotid.
Monoméry.	Deoxyribonukleotidy.	Ribonukleotidy.	Nie
Nukleotidové zloženie.	1) dusíkatá zásada - A, G, C, T, 2) sacharid - deoxyribóza 3) zvyšok kyseliny fosforečnej	1) dusíková báza - A, G, C, U, 2) sacharid - ribóza 3) zvyšok kyseliny fosforečnej	1) dusíková báza - A, 2) uhľohydrát 1 ribóza 3) tri zvyšky kyseliny fosforečnej
Typy nukleotidov.	Adenyl (A) Guanyl (G) Cytidyl (C) Tymidyl (T)	Adenyl (A) Guanyl (G) Cytidyl (C) uracil (U)	Adenylová (A)
Vlastnosti.	1) Schopný reduplikácie alebo replikácie (zdvojenia) podľa princípu komplementarity (komplementárnosti alebo korešpondencie), t.j. vznik vodíkových svätcov medzi A-T, G-C, 2) Stabilný (nemení polohu).	1) Neschopné reduplikácie, okrem RNA vírusov, 2) Labilné (prechádza z jadra do cytoplazmy).	V dôsledku hydrolýzy sa zvyšky kyseliny fosforečnej jeden po druhom odštiepia od ATP a uvoľní sa energia. ATP-ADP-AMP
Funkcie.	1) Ukladá, prenáša a reprodukuje genetickú informáciu 2) Reguluje životnú činnosť bunky.	1) Podieľa sa na biosyntéze bielkovín a) i-RNA a m-RNA prenášajú genetickú informáciu z DNA do miesta syntézy bielkovín, b) r-RNA tvorí ribozóm, c) t-RNA nachádza a prenáša aminokyseliny do miesta syntézy bielkovín. syntéza bielkovín, 2) c -RNA uchováva, prenáša a reprodukuje genetickú informáciu vírusu.	1) Energia.
Zvláštnosti.	1) Jadrová DNA je dlhá, spojená s proteínmi a tvorí lineárny chromozóm. 2) Mitochondriálny je krátky a kruhový, spojený s proteínmi a tvorí kruhový chromozóm. 3) U prokaryotov je DNA uzavretá v kruhu, nie je spojená s proteínmi a netvorí chromozóm.	1) Dvojvláknová RNA sa nachádza v niektorých vírusoch. 2) 5 typov RNA: messenger RNA. messenger RNA, ribozomálna r-RNA, transportná t-RNA, vírusová v-RNA	1) Zvyšky kyseliny fosforečnej sú vzájomne prepojené vysokoenergetickými (vysokoenergetickými) väzbami. 2) Molekula ATP je nestabilná, existuje menej ako 1 minútu, obnovuje sa a rozkladá 2400-krát denne.

Replikácia DNA, genetický kód, implementácia genetickej informácie.

3.1. replikácia DNA. Keďže DNA je molekula dedičnosti, na realizáciu tejto vlastnosti sa musí presne skopírovať a zachovať tak informáciu obsiahnutú v pôvodnej molekule DNA vo forme určitej sekvencie nukleotidov. Dosahuje sa to pomocou špeciálneho procesu nazývaného replikácia alebo reduplikácia.

Replikácia- Toto je zdvojnásobenie molekuly DNA. Replikácia je založená na pravidlách Edwina Chargaffa (A+G=T+C), t.j. súčet purínových zásad sa rovná súčtu pyrimidínových zásad. Striktná zhoda nukleotidov medzi sebou v párových reťazcoch DNA sa nazýva komplementarita (vzájomnosť).

Fázy replikácie:

№	Etapy replikácie.
	Špeciálne enzýmy rozvinú dvojitú špirálu molekuly DNA a rozbijú vodíkové väzby medzi reťazcami.
	Enzým DNA polymeráza sa pohybuje pozdĺž jedného reťazca DNA z uhlíka 3 na uhlík 5 a podľa pravidla komplementarity (A-T, G-C) pridáva zodpovedajúce nukleotidy. Tento reťazec sa nazýva vedúci reťazec; k jeho zdvojovaniu dochádza nepretržite.
	Druhé zaostávajúce vlákno je umiestnené antiparalelne k prvému a DNA polymeráza 1 sa môže pohybovať iba v jednom smere z uhlíka 3 na uhlík 5, preto sa kopíruje v samostatných fragmentoch, keď sa molekula DNA odvíja. Fragmenty sú zošité špeciálnymi enzýmami - ligázami podľa princípu antiparalelizmu.
	Po replikácii obsahuje každá molekula DNA jedno „materské“ vlákno a druhé novo syntetizované „dcérske“ vlákno. Tento princíp syntézy sa nazýva semikonzervatívny, t.j. jeden reťazec v novej molekule DNA je „starý“ a druhý je „nový“.

Genetický kód.

Molekula dedičnosti, ktorou je DNA, sa vyznačuje nielen samoduplikáciou (replikáciou), ale aj kódovaním informácie pomocou špecifickej sekvencie nukleotidov. Je známe, že DNA pozostáva zo štyroch typov nukleotidov, to znamená, že informácie v DNA sú zapísané 4 písmenami (A, T, G, C). Ukazujú to matematické výpočty

1. Ak použijeme 1 nukleotid, dostaneme 4 rôzne kombinácie, 4<20.

2. Ak použijeme 2 nukleotidy, dostaneme 16 rôznych kombinácií (4 2 = 16), 16<20.

1. Ak použijeme 3 nukleotidy, dostaneme 64 rôznych kombinácií (4 3 = 64), 64>20.

Na kódovanie 20 aminokyselín teda bude stačiť kombinácia 3 nukleotidov. Zo 64 možných tripletov 61 tripletov kóduje 20 esenciálnych aminokyselín nachádzajúcich sa v bunkových proteínoch a 3 triplety sú stop signály alebo terminátory, ktoré zastavujú čítanie informácií.

Kombinácie troch nukleotidov, ktoré kódujú špecifické aminokyseliny, sa nazývajú kód DNA alebo genetický kód. V súčasnosti je genetický kód úplne dešifrovaný, to znamená, že je známe, ktoré tripletové kombinácie nukleotidov kódujú 20 aminokyselín. Pomocou kombinácie troch nukleotidov je možné zakódovať viac aminokyselín, ako je potrebné na zakódovanie 20 aminokyselín. Ukázalo sa, že každá aminokyselina môže byť kódovaná niekoľkými tripletmi, okrem metionínu a tryptofánu. Aminokyseliny, ktoré tvoria prírodné bielkoviny, môžu patriť do rôznych skupín: neesenciálne kyseliny (3), esenciálne kyseliny (3).

Genetický kód je systém na zaznamenávanie genetickej informácie do DNA vo forme špecifickej sekvencie nukleotidov (alebo metóda na zaznamenávanie sekvencie aminokyselín v proteíne pomocou nukleotidov).

Genetický kód má niekoľko vlastností (7 vlastností).

Chemické zloženie bunky
Predmet:
„Nukleové kyseliny: DNA
RNA. ATP"
Úlohy:
Charakterizujte nukleové kyseliny,
typy NK, ich lokalizácia v bunke, štruktúra,
funkcie.
Budujte vedomosti o štruktúre a funkciách
ATP.

Nukleové kyseliny (NA)
Nukleové kyseliny zahŕňajú
vysoké polymérne zlúčeniny,
tvoriace purín a
pyrimidínové zásady, pentóza a
kyselina fosforečná. Nucleic
kyseliny obsahujú C, H, O, P a N.
Existujú dve triedy nukleových kyselín
kyseliny: ribonukleové kyseliny
(RNA) obsahujúce cukor ribózu
(C5H10O5) a deoxyribonukleová
kyseliny (DNA) obsahujúce cukor
deoxyribóza (C5H10O4).
Význam nukleových kyselín pre živé organizmy spočíva v
zabezpečenie skladovania, predaja a prevodu dedičného
informácie.
DNA je obsiahnutá v jadre, mitochondriách a chloroplastoch – uložená
genetická informácia. RNA sa nachádza aj v cytoplazme a
zodpovedný za biosyntézu bielkovín.

Nukleové kyseliny (NA)
Molekuly DNA sú polyméry
ktorých monoméry sú
vytvorené deoxyribonukleotidy
zvyšky:
1. kyselina fosforečná;
2. deoxyribóza;
3. Dusíková báza (purín -
adenín, guanín alebo pyrimidín -
tymín, cytozín).
Trojrozmerný model priestoru
štruktúra molekuly DNA vo forme dvojitého
špirála bola navrhnutá v roku 1953.
Americký biológ J. Watson a
Anglický fyzik F. Crick. Pre teba
výskumu boli ocenení
Nobelová cena.

Nukleové kyseliny (NA)
Takmer J. Watson a F. Crick objavili chemickú štruktúru génu.
DNA zabezpečuje uchovávanie, realizáciu a prenos dedičných
informácie.

Nukleové kyseliny (NA)
E. Chargaff po preskúmaní obrovského
počet vzoriek tkaniva a
orgány rôznych organizmov,
odhalil nasledovné
vzor:
v akomkoľvek fragmente DNA
obsah zvyškov guanínu
vždy presne zodpovedá
obsah cytozínu a adenínu
- Timina.
Táto pozícia bola tzv
"Pravidlá nabíjania":
A+G
A = T; G = C
alebo --- = 1
C+T

Nukleové kyseliny (NA)
J. Watson a F. Crick
využili toto pravidlo
pri budovaní modelu molekuly
DNA. DNA je
Dvojitý helix. Jeho molekula
tvorený dvoma
polynukleotidové reťazce,
špirálovito stočený priateľ
v blízkosti priateľa a spolu okolo
pomyselnú os.
Priemer dvojitej špirály DNA - 2
nm, stúpanie spoločnej špirály, ktorým
existuje 10 párov nukleotidov -
3,4 nm. Dĺžka molekuly - až
niekoľko centimetrov.
Molekulová hmotnosť je
desiatky a stovky miliónov. V jadre
celková dĺžka DNA ľudských buniek
cca 1-2m.

Nukleové kyseliny (NA)
Dusíkaté zásady majú cyklickú štruktúru, obsahujúcu
ktorý spolu s atómami uhlíka zahŕňa atómy iných prvkov,
najmä dusík. Pre prítomnosť atómov dusíka v týchto zlúčeninách
nazývajú sa dusíkaté a keďže majú
alkalické vlastnosti – zásady. Dusíkaté zásady
Nukleové kyseliny patria do tried pyrimidínov a purínov.

Charakteristika DNA
V dôsledku kondenzačnej reakcie
dusíkatú bázu a deoxyribózu
vzniká nukleozid.
Počas kondenzačnej reakcie medzi
nukleozid a kyselina fosforečná
vzniká nukleotid.
Názvy nukleotidov sa líšia od
názvy zodpovedajúcich báz.
Obidve sú zvyčajne určené
veľkými písmenami (A,T,G,C):
adenín – adenyl; guanín –
guanyl; cytozín – cytidyl;
tymín – tymidylové nukleotidy.

Charakteristika DNA
Jeden reťazec nukleotidov
vzniká ako výsledok
kondenzačné reakcie
nukleotidy.
Navyše medzi 3"-karbónom
jeden zvyšný cukor
nukleotid a zvyšok
kyselina fosforečná iného
vzniká fosfodiester
spojenie.
Ako výsledok,
nerozvetvený
polynukleotidové reťazce. Jeden
koniec polynukleotidového reťazca
končí 5" uhlíkom (jeho
sa nazýva 5" koniec), druhý je 3" uhlíkový (3" koniec).

10.

Charakteristika DNA

11.

Charakteristika DNA
Proti jednému vláknu nukleotidov
nachádza sa druhý reťazec.
Polynukleotidové reťazce v molekule DNA
zostať blízko seba
v dôsledku vzniku vodíka
väzby medzi dusíkatými zásadami
nukleotidy umiestnené jeden v druhom
proti priateľovi.
Je založená na princípe komplementárnej interakcie medzi pármi
bázy: proti adenínu - tymín na inom reťazci a proti guanínu cytozín na inom, to znamená, že adenín je komplementárny k tymínu a medzi
majú dve vodíkové väzby a guanín - cytozín (tri vodíkové väzby
komunikácie).
Komplementarita je schopnosť nukleotidov
selektívne spojenie medzi sebou.

12.

Charakteristika DNA

13.

Charakteristika DNA
Reťazce DNA sú antiparalelné
(viacsmerný), teda proti
3" koniec jednej reťaze je 5" koniec druhej.
Tvárou v tvár k periférii molekuly
cukor-fosfátová kostra. Vnútri
molekuly sú invertované dusíkaté
dôvodov.
Jedna z jedinečných vlastností
Molekula DNA je ňou
replikácia - schopnosť
sebazdvojenie – rozmnožovanie
presné kópie pôvodnej molekuly.

14.

15.

replikácia DNA
Vďaka tejto schopnosti
Molekuly DNA sa uskutočňujú
prenos dedičnosti
informácie z materskej bunky
dcéry pri delení.
Proces samoduplikácie molekuly
DNA sa nazýva replikácia.
Replikácia je zložitý proces
prebieha za účasti enzýmov
(DNA polymerázy a iné) a
deoxyribonukleozidtrifosfáty.
Replikácia sa vykonáva
teda polokonzervatívnym spôsobom
tam vyčnieva každý reťazec DNA
úloha matice, podľa princípu
dopĺňa sa
nová reťaz. Teda v
každá dcérska DNA má jeden reťazec
je materská a druhá je
novo syntetizované.

16.

replikácia DNA
Vo vlákne materskej DNA
antiparalelné. DNA polymerázy sú schopné
pohybovať sa v jednom
smer - od 3" konca po 5" koniec, budova
detská reťaz
antiparalelné - od 5" do
3" koniec.
Preto DNA polymeráza
nepretržite
nasťahuje sa
smer 3"→5"
jeden reťazec, syntetizujúci
dcéra Táto reťaz
nazývané vedenie.

17.

replikácia DNA
Iná DNA polymeráza
sa pohybuje po ďalšej reťazi
zadná strana (aj dnu
smer 3"→5"),
syntéza druhej dcéry
reťaz v úlomkoch (ich
nazývané fragmenty
Okazaki), ktorý po
replikácia dokončená
sú spojené ligázami do jedného
reťaz. Tento reťazec sa nazýva
zaostáva.
Teda na reťazi 3"-5"
replikácia prebieha
a na reťazi 5"-3" - prerušovane.

18.

19. Charakteristika RNA

Molekuly RNA sú polyméry
ktorých monoméry sú
ribonukleotidy tvorené: zvyškom
päťuhlíkový cukor - ribóza; zvyšok
jedna z dusíkatých zásad: purín -
adenín, guanín; pyrimidín - uracil,
cytozín; zvyšok kyseliny fosforečnej.

20. Charakteristika RNA

Molekula RNA je
nerozvetvený polynukleotid, ktorý
môže mať primárnu štruktúru -
nukleotidová sekvencia, sekundárna
– vytváranie slučiek v dôsledku párovania
komplementárne nukleotidy, príp
terciárna štruktúra – vzdelávanie
kompaktná konštrukcia vďaka
interakcie špirálových oblastí
sekundárna štruktúra.

21.

Charakteristika RNA
V dôsledku kondenzačnej reakcie dusíkatej zásady s cukrom
ribóza tvorí počas kondenzačnej reakcie ribonukleozid
nukleozid s kyselinou fosforečnou tvorí ribonukleotid.
Názvy nukleotidov: purín (bicyklický) - adenyl,
guanyl, pyrimidín - uridyl a cytidyl.

22. Charakteristika RNA

23.

Charakteristika RNA
RNA nukleotidy počas reakcie
tvoria sa kondenzácie
esterové väzby, tzv
vzniká polynukleotid
reťaz.

24. Charakteristika RNA

Na rozdiel od DNA je molekula RNA zvyčajne
tvorené nie dvoma, ale jedným
polynukleotidový reťazec. Avšak jej
nukleotidy sú tiež schopné tvoriť
vodíkové väzby medzi sebou, ale toto
skôr intra- ako medzireťazcové spojenia
komplementárne nukleotidy. RNA vlákna
oveľa kratšie ako reťazce DNA.
Informácie o štruktúre molekuly RNA
vložené do molekúl DNA. Syntéza molekúl
RNA sa vyskytuje na templáte DNA s účasťou
enzýmov RNA polymeráz a je tzv
prepis. Ak obsah DNA v
bunka je teda relatívne konštantná
Obsah RNA veľmi kolíše.
Najväčšie množstvo RNA v bunkách
pozorované počas syntézy bielkovín.

25.

Charakteristika RNA

26. Charakteristika RNA

Obsah RNA v akomkoľvek
buniek je 5-10 krát vyššia
obsah DNA. Existuje
tri hlavné triedy
ribonukleové kyseliny:
Informácie
(šablóna) RNA - mRNA (5 %);
transfer RNA - tRNA
(10%);
ribozomálna RNA - rRNA
(85%).
Všetky typy RNA poskytujú
biosyntéza bielkovín.

27. Charakteristika RNA

Messenger RNA.
Najrozmanitejšie
veľkosť a stabilita
Trieda. Všetky sú
nositelia genetických
informácie z jadra do
cytoplazme. Slúžia
matrice pre syntézu
proteínové molekuly, pretože
určiť aminokyselinu
podsekvencia
primárna štruktúra
molekula proteínu.
mRNA predstavuje až
5 % z celkového obsahu
RNA na bunku, asi 30 000
nukleotidy.

28. Charakteristika RNA

Preneste RNA
Transferové molekuly RNA obsahujú
zvyčajne 76-85 nukleotidov a majú
terciárna štruktúra, podiel tRNA
tvorí až 10 % z celkového obsahu
RNA v bunke.
Funkcie: dodávajú aminokyseliny do
miesto syntézy bielkovín, ribozómy.
Bunka obsahuje viac ako 30 typov tRNA.
Každý typ tRNA má iba jednu charakteristiku
pre to sekvenciu nukleotidov.
Všetky molekuly ich však majú niekoľko
intramolekulárne komplementárne
oblasti, vďaka prítomnosti ktorých všetky
tRNA majú terciárnu štruktúru
v tvare ďatelinového listu.

29. Charakteristika RNA

30. Charakteristika RNA

Ribozomálna RNA.
Podiel ribozomálnej RNA
(rRNA) predstavuje 80-85 %.
celkový obsah RNA v
bunky, pozostávajú z 3 000 – 5 000
nukleotidy.
Cytoplazmatické ribozómy
obsahuje 4 rôzne molekuly
RNA. V malej podjednotke je jeden
molekula, vo veľkom jedna - tri
molekuly RNA. V ribozóme
asi 100 molekúl bielkovín.

31.

Charakteristika ATP
Kyselina adenozíntrifosforečná (ATP) je univerzálny transportér
a hlavný akumulátor energie v živých bunkách. ATP je obsiahnutý v
všetky bunky rastlín a živočíchov. Množstvo ATP kolíše a
priemer je 0,04 % (vlhká hmotnosť na bunku).

32.

Charakteristika ATP
V bunke sa molekula ATP spotrebuje do jednej minúty potom
jej vzdelanie. Človek má množstvo ATP, ktoré sa rovná jeho telesnej hmotnosti.
sa tvorí a ničí každých 24 hodín.

33.

Charakteristika ATP
ATP je nukleotid tvorený zvyškami
dusíkatú zásadu (adenín), cukor (ribózu) a fosfor
kyseliny. Na rozdiel od iných nukleotidov ATP neobsahuje jeden, ale
tri zvyšky kyseliny fosforečnej.

34.

Charakteristika ATP
ATP označuje vysokoenergetické látky - látky
obsahujúce veľké množstvo energie vo svojich väzbách.
ATP je nestabilná molekula: po hydrolýze koncového zvyšku
kyselina fosforečná, ATP sa premieňa na ADP (adenozíndifosforečná
kyseliny) a uvoľní sa 30,6 kJ energie.

35.

Charakteristika ATP
ADP sa môže tiež rozložiť a vytvoriť AMP.
(kyselina adenozínmonofosforečná). Voľný energetický výdaj pri
štiepenie druhého terminálneho zvyšku je asi 30,6 kJ.

36.

Charakteristika ATP
Eliminácia tretej fosfátovej skupiny je sprevádzaná
uvoľňuje len 13,8 kJ. ATP má teda dve
makroergické spojenia.

Čo sú DNA a RNA? Aké sú ich funkcie a význam v našom svete? Z čoho sú vyrobené a ako fungujú? Toto a ďalšie je diskutované v článku.

Čo sú DNA a RNA

Biologické vedy, ktoré študujú princípy uchovávania, implementácie a prenosu genetickej informácie, štruktúru a funkcie nepravidelných biopolymérov patria do molekulárnej biológie.

Biopolyméry, vysokomolekulárne organické zlúčeniny, ktoré sa tvoria z nukleotidových zvyškov, sú nukleové kyseliny. Uchovávajú informácie o živom organizme, určujú jeho vývoj, rast a dedičnosť. Tieto kyseliny sa podieľajú na biosyntéze bielkovín.

V prírode sa vyskytujú dva typy nukleových kyselín:

• DNA - deoxyribonukleová;
• RNA je ribonukleová.

Svetu bolo povedané, čo je DNA v roku 1868, keď bola objavená v bunkových jadrách leukocytov a spermií lososa. Neskôr sa našli vo všetkých živočíšnych a rastlinných bunkách, ako aj v baktériách, vírusoch a hubách. V roku 1953 J. Watson a F. Crick ako výsledok röntgenovej štrukturálnej analýzy postavili model pozostávajúci z dvoch polymérnych reťazcov, ktoré sú okolo seba stočené do špirály. V roku 1962 dostali títo vedci za svoj objav Nobelovu cenu.

Deoxyribonukleová kyselina

Čo je DNA? Ide o nukleovú kyselinu, ktorá obsahuje genotyp jedinca a prenáša informácie dedením, pričom sa sama reprodukuje. Pretože tieto molekuly sú také veľké, existuje obrovské množstvo možných nukleotidových sekvencií. Preto je počet rôznych molekúl prakticky nekonečný.

štruktúra DNA

Sú to najväčšie biologické molekuly. Ich veľkosť sa pohybuje od jednej štvrtiny v baktériách po štyridsať milimetrov v ľudskej DNA, čo je oveľa viac ako maximálna veľkosť proteínu. Pozostávajú zo štyroch monomérov, štruktúrnych zložiek nukleových kyselín – nukleotidov, ktoré zahŕňajú dusíkatú bázu, zvyšok kyseliny fosforečnej a deoxyribózu.

Dusíkaté bázy majú dvojitý kruh uhlíka a dusíka - puríny a jeden kruh - pyrimidíny.

Puríny sú adenín a guanín a pyrimidíny sú tymín a cytozín. Označujú sa veľkými latinskými písmenami: A, G, T, C; a v ruskej literatúre - v azbuke: A, G, T, Ts pomocou chemickej vodíkovej väzby sa navzájom spájajú, čo vedie k vzniku nukleových kyselín.

Vo vesmíre je špirála najbežnejším tvarom. Má to teda aj štruktúra molekuly DNA. Polynukleotidový reťazec je skrútený ako točité schodisko.

Reťazce v molekule sú nasmerované navzájom opačne. Ukazuje sa, že ak v jednom reťazci je orientácia od 3" konca po 5", potom v druhom reťazci bude orientácia opačná - od 5" konca po 3".

Princíp komplementarity

Tieto dve vlákna sú spojené do molekuly dusíkatými zásadami tak, že adenín má väzbu s tymínom a guanín iba s cytozínom. Po sebe idúce nukleotidy v jednom reťazci určujú druhý. Táto zhoda, ktorá je základom objavenia sa nových molekúl v dôsledku replikácie alebo duplikácie, sa začala nazývať komplementarita.

Ukazuje sa, že počet adenylových nukleotidov sa rovná počtu tymidylových nukleotidov a guanylové nukleotidy sa rovnajú počtu cytidylových nukleotidov. Táto korešpondencia sa stala známou ako Chargaffovo pravidlo.

Replikácia

Proces samoreprodukcie, ktorý prebieha pod kontrolou enzýmov, je hlavnou vlastnosťou DNA.

Všetko to začína odvíjaním špirály vďaka enzýmu DNA polymeráza. Po prerušení vodíkových väzieb sa v jednom a druhom vlákne syntetizuje dcérsky reťazec, ktorého materiálom sú voľné nukleotidy prítomné v jadre.

Každý reťazec DNA je šablónou pre nový reťazec. Výsledkom je, že z jednej sa získajú dve absolútne identické rodičovské molekuly. V tomto prípade je jedno vlákno syntetizované ako súvislé vlákno a druhé je najprv fragmentárne a až potom sa spája.

DNA gény

Molekula nesie všetky dôležité informácie o nukleotidoch a určuje umiestnenie aminokyselín v proteínoch. DNA ľudí a všetkých ostatných organizmov uchováva informácie o svojich vlastnostiach a odovzdáva ich potomkom.

Jeho súčasťou je gén – skupina nukleotidov, ktorá kóduje informáciu o bielkovine. Všetky gény bunky tvoria jej genotyp alebo genóm.

Gény sa nachádzajú na špecifickej časti DNA. Pozostávajú z určitého počtu nukleotidov, ktoré sú usporiadané v sekvenčnej kombinácii. To znamená, že gén nemôže zmeniť svoje miesto v molekule a má veľmi špecifický počet nukleotidov. Ich postupnosť je jedinečná. Napríklad jedna objednávka sa používa na produkciu adrenalínu a druhá na inzulín.

Okrem génov obsahuje DNA aj nekódujúce sekvencie. Regulujú funkciu génu, pomáhajú chromozómom a označujú začiatok a koniec génu. Ale dnes zostáva úloha väčšiny z nich neznáma.

Ribonukleová kyselina

Táto molekula je v mnohých ohľadoch podobná deoxyribonukleovej kyseline. Nie je však taká veľká ako DNA. A RNA tiež pozostáva zo štyroch typov polymérnych nukleotidov. Tri z nich sú podobné DNA, ale namiesto tymínu obsahuje uracil (U alebo U). Okrem toho sa RNA skladá zo sacharidu – ribózy. Hlavný rozdiel je v tom, že špirála tejto molekuly je jednoduchá, na rozdiel od dvojitej špirály v DNA.

Funkcie RNA

Funkcie ribonukleovej kyseliny sú založené na troch rôznych typoch RNA.

Informácie prenášajú genetickú informáciu z DNA do cytoplazmy jadra. Nazýva sa aj matrica. Ide o otvorený reťazec syntetizovaný v jadre pomocou enzýmu RNA polymerázy. Napriek tomu, že jeho percentuálny podiel v molekule je extrémne nízky (od troch do piatich percent bunky), má najdôležitejšiu funkciu – pôsobiť ako matrica pre syntézu bielkovín, informovať o ich štruktúre z molekúl DNA. Jeden proteín je kódovaný jednou špecifickou DNA, takže ich číselná hodnota je rovnaká.

Ribozomálny systém pozostáva hlavne z cytoplazmatických granúl – ribozómov. R-RNA sa syntetizujú v jadre. Tvoria približne osemdesiat percent celej bunky. Tento druh má zložitú štruktúru, tvorí slučky na komplementárnych častiach, čo vedie k molekulárnej samoorganizácii do komplexného tela. Medzi nimi sú tri typy v prokaryotoch a štyri v eukaryotoch.

Transport pôsobí ako „adaptér“ a usporadúva aminokyseliny polypeptidového reťazca v príslušnom poradí. V priemere pozostáva z osemdesiatich nukleotidov. Bunka obsahuje spravidla takmer pätnásť percent. Je určený na transport aminokyselín tam, kde sa syntetizuje proteín. V bunke existuje dvadsať až šesťdesiat typov transferovej RNA. Všetky majú podobnú organizáciu vo vesmíre. Získavajú štruktúru nazývanú ďatelina.

Význam RNA a DNA

Keď bola objavená DNA, jej úloha nebola taká zrejmá. Aj dnes, aj keď bolo odhalených oveľa viac informácií, niektoré otázky zostávajú nezodpovedané. A niektoré možno ešte ani nie sú sformulované.

Dobre známy biologický význam DNA a RNA spočíva v tom, že DNA prenáša dedičnú informáciu a RNA sa podieľa na syntéze bielkovín a kóduje štruktúru bielkovín.

Existujú však verzie, že táto molekula je spojená s naším duchovným životom. Čo je v tomto zmysle ľudská DNA? Obsahuje všetky informácie o ňom, jeho životnej činnosti a dedičnosti. Metafyzici veria, že je v ňom obsiahnutá skúsenosť z minulých životov, obnovovacie funkcie DNA a dokonca aj energia Vyššieho Ja – Stvoriteľa, Boha.

Podľa ich názoru reťazce obsahujú kódy týkajúce sa všetkých aspektov života, vrátane duchovnej časti. Ale niektoré informácie, napríklad o obnove vlastného tela, sa nachádzajú v štruktúre kryštálu multidimenzionálneho priestoru umiestneného okolo DNA. Predstavuje dvanásťsten a je spomienkou na všetku životnú silu.

Vďaka tomu, že sa človek nezaťažuje duchovným poznaním, výmena informácií v DNA s kryštalickou schránkou prebieha veľmi pomaly. Pre priemerného človeka je to len pätnásť percent.

Predpokladá sa, že to bolo urobené špeciálne na skrátenie ľudského života a pokles na úroveň duality. Karmický dlh človeka sa teda zvyšuje a úroveň vibrácií potrebná pre niektoré entity sa na planéte udržiava.

Sacharidy- Sú to organické zlúčeniny, ktoré zahŕňajú uhlík, vodík a kyslík. Sacharidy sa delia na mono-, di- a polysacharidy.

Monosacharidy sú jednoduché cukry pozostávajúce z 3 alebo viacerých atómov uhlíka: glukóza, ribóza a deoxyribóza. Nehydrolyzuje, môže kryštalizovať, rozpustný vo vode, má sladkú chuť

Polysacharidy vznikajú ako výsledok polymerizácie monosacharidov. Zároveň strácajú schopnosť kryštalizácie a sladkú chuť. Príklad - škrob, glykogén, celulóza.

1. Energia je hlavným zdrojom energie v bunke (1 gram = 17,6 kJ)

2. štrukturálne - súčasť membrán rastlinných buniek (celulóza) a živočíšnych buniek

3. zdroj pre syntézu iných zlúčenín

4. zásoba (glykogén - v živočíšnych bunkách, škrob - v rastlinných bunkách)

5. spájanie

Lipidy- komplexné zlúčeniny glycerolu a mastných kyselín. Nerozpustný vo vode, iba v organických rozpúšťadlách. Existujú jednoduché a zložité lipidy.

Funkcie lipidov:

1. štrukturálne - základ pre všetky bunkové membrány

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

3. skladovanie

4. tepelná izolácia

5. zdroj vnútrobunkovej vody

ATP - jediná univerzálna energeticky náročná látka v bunkách rastlín, živočíchov a mikroorganizmov. Pomocou ATP sa v bunke hromadí a transportuje energia. ATP pozostáva z dusíkatej bázy adeínu, sacharidovej ribózy a troch zvyškov kyseliny fosforečnej. Fosfátové skupiny sú navzájom spojené pomocou vysokoenergetických väzieb. Funkciou ATP je prenos energie.

Veveričky sú prevládajúcou látkou vo všetkých živých organizmoch. Proteín je polymér, ktorého monomér je aminokyseliny (20). Aminokyseliny sú spojené v molekule proteínu pomocou peptidových väzieb vytvorených medzi aminoskupinou jednej aminokyseliny a karboxylovou skupinou druhej. Každá bunka má jedinečný súbor proteínov.

Existuje niekoľko úrovní organizácie proteínovej molekuly. Primárnyštruktúra - sekvencia aminokyselín spojených peptidovou väzbou. Táto štruktúra určuje špecifickosť proteínu. In sekundárneŠtruktúra molekuly má tvar špirály, jej stabilitu zabezpečujú vodíkové väzby. treťohornýštruktúra vzniká v dôsledku premeny špirály na trojrozmerný guľovitý tvar - globulu. Kvartér nastáva, keď sa niekoľko proteínových molekúl spojí do jedného komplexu. Funkčná aktivita proteínov sa prejavuje v štruktúre 2, 3 alebo 3.

Štruktúra bielkovín sa mení pod vplyvom rôznych chemikálií (kyseliny, zásady, alkohol a iné) a fyzikálnych faktorov (vysoké a nízke t žiarenie), enzýmov. Ak tieto zmeny zachovajú primárnu štruktúru, proces je reverzibilný a je tzv denaturácia Zničenie primárnej štruktúry je tzv koagulácia(nevratný proces deštrukcie bielkovín)

Funkcie proteínov

1. štrukturálny

2. katalytický

3. kontraktilné (aktínové a myozínové proteíny vo svalových vláknach)

4. transport (hemoglobín)

5. regulačný (inzulín)

6. signál

7. ochranný

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

Typy nukleových kyselín. Nukleové kyseliny- fosfor obsahujúce biopolyméry živých organizmov zabezpečujúce uchovávanie a prenos dedičnej informácie. V roku 1869 ich objavil švajčiarsky biochemik F. Miescher v jadrách leukocytov a spermií lososa. Následne boli nukleové kyseliny nájdené vo všetkých rastlinných a živočíšnych bunkách, vírusoch, baktériách a hubách.

V prírode existujú dva typy nukleových kyselín - deoxyribonukleová kyselina (DNA) A ribonukleová kyselina (RNA). Rozdiel v názvoch sa vysvetľuje skutočnosťou, že molekula DNA obsahuje päťuhlíkový cukor deoxyribózu a molekula RNA obsahuje ribózu.

DNA sa nachádza predovšetkým v chromozómoch bunkového jadra (99 % všetkej bunkovej DNA), ako aj v mitochondriách a chloroplastoch. RNA je súčasťou ribozómov; Molekuly RNA sú tiež obsiahnuté v cytoplazme, matrici plastidov a mitochondriách.

Nukleotidy- štruktúrne zložky nukleových kyselín. Nukleové kyseliny sú biopolyméry, ktorých monoméry sú nukleotidy.

Nukleotidy- komplexné látky. Každý nukleotid obsahuje dusíkatú bázu, päťuhlíkový cukor (ribózu alebo deoxyribózu) a zvyšok kyseliny fosforečnej.

Existuje päť hlavných dusíkatých báz: adenín, guanín, uracil, tymín a cytozín.

DNA. Molekula DNA pozostáva z dvoch polynukleotidových reťazcov, ktoré sú navzájom špirálovito stočené.

Nukleotidy molekuly DNA obsahujú štyri typy dusíkatých báz: adenín, guanín, tymín a cytocín. V polynukleotidovom reťazci sú susedné nukleotidy navzájom spojené kovalentnými väzbami.

Polynukleotidový reťazec DNA je skrútený vo forme špirály ako točité schodisko a spojený s iným, komplementárnym reťazcom, pomocou vodíkových väzieb vytvorených medzi adenínom a tymínom (dve väzby), ako aj guanínom a cytozínom (tri väzby). Nukleotidy A a T, G a C sa nazývajú komplementárne.

Výsledkom je, že v akomkoľvek organizme sa počet adenylových nukleotidov rovná počtu tymidylových nukleotidov a počet guanylových nukleotidov sa rovná počtu cytidylových nukleotidov. Vďaka tejto vlastnosti poradie nukleotidov v jednom reťazci určuje ich poradie v druhom reťazci. Táto schopnosť selektívne kombinovať nukleotidy sa nazýva komplementárnosť, a táto vlastnosť je základom tvorby nových molekúl DNA na základe pôvodnej molekuly (replikácia, t.j. zdvojnásobenie).

Keď sa zmenia podmienky, DNA, podobne ako proteíny, môže prejsť denaturáciou, ktorá sa nazýva topenie. S postupným návratom do normálnych podmienok sa DNA renaturuje.

Funkcia DNA je uchovávanie, prenos a reprodukcia genetickej informácie počas generácií. DNA akejkoľvek bunky kóduje informácie o všetkých proteínoch daného organizmu, o tom, ktoré proteíny, v akom poradí a v akom množstve sa budú syntetizovať. Poradie aminokyselín v bielkovinách je v DNA zapísané takzvaným genetickým (tripletovým) kódom.

Hlavná nehnuteľnosť DNA je jeho schopnosť replikovať sa.

Replikácia - Ide o proces samoduplikácie molekúl DNA, ktorý prebieha pod kontrolou enzýmov. K replikácii dochádza pred každým jadrovým delením. Začína sa tým, že sa špirála DNA dočasne rozvinie pôsobením enzýmu DNA polymerázy. Na každom z reťazcov vytvorených po pretrhnutí vodíkových väzieb sa podľa princípu komplementarity syntetizuje dcérske vlákno DNA. Materiálom na syntézu sú voľné nukleotidy, ktoré sú prítomné v jadre

Každý polynukleotidový reťazec teda hrá svoju úlohu matice pre nový komplementárny reťazec (preto sa proces zdvojenia molekúl DNA týka reakcií syntéza matrice). Výsledkom sú dve molekuly DNA, z ktorých každá má jeden reťazec zostávajúci z materskej molekuly (polovica) a druhý novo syntetizovaný Okrem toho je jeden nový reťazec syntetizovaný kontinuálne a druhý - prvý vo forme krátkych fragmentov, ktorý sú potom zošité do dlhého reťazca špeciálny enzým - DNA ligáza V dôsledku replikácie sú dve nové molekuly DNA presnou kópiou pôvodnej molekuly.

Biologický význam replikácie spočíva v presnom prenose dedičnej informácie z materskej bunky na bunky dcérske, ku ktorému dochádza pri delení somatických buniek.

RNA.Štruktúra molekúl RNA je v mnohých ohľadoch podobná štruktúre molekúl DNA. Existuje však niekoľko významných rozdielov. V molekule RNA obsahujú nukleotidy ribózu namiesto deoxyribózy a uridylnukleotid (U) namiesto tymidylnukleotidu (T). Hlavným rozdielom od DNA je, že molekula RNA je jednovláknová. Jeho nukleotidy sú však schopné vytvárať medzi sebou vodíkové väzby (napríklad v molekulách tRNA, rRNA), no v tomto prípade hovoríme o vnútroreťazcovom spojení komplementárnych nukleotidov. Reťazce RNA sú oveľa kratšie ako DNA.

V bunke existuje niekoľko typov RNA, ktoré sa líšia veľkosťou molekuly, štruktúrou, umiestnením v bunke a funkciami:

1. Messenger RNA (mRNA) – prenáša genetickú informáciu z DNA do ribozómov

2. Ribozomálna RNA (rRNA) – súčasť ribozómov

3. 3. Transferová RNA (tRNA) - prenáša aminokyseliny do ribozómov pri syntéze bielkovín



V ktorejkoľvek bunke nášho tela prebiehajú milióny biochemických reakcií. Sú katalyzované rôznymi enzýmami, ktoré často vyžadujú energiu. Odkiaľ to bunka dostane? Na túto otázku možno odpovedať, ak vezmeme do úvahy štruktúru molekuly ATP - jedného z hlavných zdrojov energie.

ATP je univerzálny zdroj energie

ATP znamená adenozíntrifosfát alebo adenozíntrifosfát. Látka je jedným z dvoch najdôležitejších zdrojov energie v každej bunke. Štruktúra ATP a jeho biologická úloha spolu úzko súvisia. Väčšina biochemických reakcií môže prebiehať iba za účasti molekúl látky, to platí najmä pre ATP, ktorý sa však zriedkavo priamo zúčastňuje reakcie: na to, aby prebehol akýkoľvek proces, je potrebná energia obsiahnutá práve v adenozíntrifosfáte.

Štruktúra molekúl látky je taká, že väzby vytvorené medzi fosfátovými skupinami nesú obrovské množstvo energie. Preto sa takéto väzby nazývajú aj makroergické, alebo makroenergetické (makro=veľa, veľké množstvo). Termín prvýkrát zaviedol vedec F. Lipman a navrhol použiť na ich označenie aj symbol ̴.

Pre bunku je veľmi dôležité udržiavať konštantnú hladinu adenozíntrifosfátu. Platí to najmä pre svalové bunky a nervové vlákna, pretože sú energeticky najviac závislé a na plnenie svojich funkcií vyžadujú vysoký obsah adenozíntrifosfátu.

Štruktúra molekuly ATP

Adenozíntrifosfát pozostáva z troch prvkov: ribózy, adenínu a zvyškov

Ribóza- sacharid, ktorý patrí do skupiny pentóz. To znamená, že ribóza obsahuje 5 atómov uhlíka, ktoré sú uzavreté v cykle. Ribóza sa pripája k adenínu prostredníctvom β-N-glykozidovej väzby na 1. atóme uhlíka. K pentóze sa pridávajú aj zvyšky kyseliny fosforečnej na 5. atóme uhlíka.

Adenín je dusíkatá zásada. Podľa toho, ktorá dusíkatá báza je na ribózu naviazaná, sa rozlišujú aj GTP (guanozíntrifosfát), TTP (tymidíntrifosfát), CTP (cytidíntrifosfát) a UTP (uridíntrifosfát). Všetky tieto látky majú podobnú štruktúru ako adenozíntrifosfát a vykonávajú približne rovnaké funkcie, ale v bunke sú oveľa menej bežné.

Zvyšky kyseliny fosforečnej. K ribóze môžu byť pripojené maximálne tri zvyšky kyseliny fosforečnej. Ak sú dva alebo iba jeden, potom sa látka nazýva ADP (difosfát) alebo AMP (monofosfát). Práve medzi zvyškami fosforu sa uzatvárajú makroenergetické väzby, po ktorých pretrhnutí sa uvoľní 40 až 60 kJ energie. Ak sa prerušia dve väzby, 80, menej často - uvoľní sa 120 kJ energie. Pri prerušení väzby medzi ribózou a fosforovým zvyškom sa uvoľní iba 13,8 kJ, takže v molekule trifosfátu sú len dve vysokoenergetické väzby (P ̴ P ̴ P) a v molekule ADP je jedna (P ̴ P).

Toto sú štrukturálne vlastnosti ATP. Vďaka tomu, že medzi zvyškami kyseliny fosforečnej vzniká makroenergetická väzba, štruktúra a funkcie ATP sú vzájomne prepojené.

Štruktúra ATP a biologická úloha molekuly. Ďalšie funkcie adenozíntrifosfátu

Okrem energie môže ATP v bunke vykonávať mnoho ďalších funkcií. Spolu s inými nukleotidtrifosfátmi sa trifosfát podieľa na konštrukcii nukleových kyselín. V tomto prípade sú dodávateľmi dusíkatých zásad ATP, GTP, TTP, CTP a UTP. Táto vlastnosť sa využíva pri procesoch a transkripcii.

ATP je tiež nevyhnutný pre fungovanie iónových kanálov. Napríklad kanál Na-K pumpuje 3 molekuly sodíka z bunky a pumpuje 2 molekuly draslíka do bunky. Tento iónový prúd je potrebný na udržanie kladného náboja na vonkajšom povrchu membrány a len s pomocou adenozíntrifosfátu môže kanál fungovať. To isté platí pre protónové a vápnikové kanály.

ATP je prekurzorom druhého posla cAMP (cyklický adenozínmonofosfát) – cAMP nielenže prenáša signál prijatý receptormi bunkovej membrány, ale je aj alosterickým efektorom. Alosterické efektory sú látky, ktoré urýchľujú alebo spomaľujú enzymatické reakcie. Cyklický adenozíntrifosfát teda inhibuje syntézu enzýmu, ktorý katalyzuje rozklad laktózy v bakteriálnych bunkách.

Samotná molekula adenozíntrifosfátu môže byť tiež alosterickým efektorom. Navyše v takýchto procesoch ADP pôsobí ako antagonista ATP: ak trifosfát urýchľuje reakciu, potom ju difosfát inhibuje a naopak. Toto sú funkcie a štruktúra ATP.

Ako sa tvorí ATP v bunke?

Funkcie a štruktúra ATP sú také, že molekuly látky sa rýchlo využívajú a ničia. Preto je syntéza trifosfátov dôležitým procesom pri tvorbe energie v bunke.

Existujú tri najdôležitejšie spôsoby syntézy adenozíntrifosfátu:

1. Fosforylácia substrátu.

2. Oxidačná fosforylácia.

3. Fotofosforylácia.

Fosforylácia substrátu je založená na viacerých reakciách prebiehajúcich v bunkovej cytoplazme. Tieto reakcie sa nazývajú glykolýza – anaeróbne štádium V dôsledku 1 cyklu glykolýzy sa z 1 molekuly glukózy syntetizujú dve molekuly, ktoré sa následne využívajú na výrobu energie a syntetizujú sa aj dve ATP.

• C6H1206 + 2ADP + 2Pn --> 2C3H403 + 2ATP + 4H.

Bunkové dýchanie

Oxidačná fosforylácia je tvorba adenozíntrifosfátu prenosom elektrónov pozdĺž membránového elektrónového transportného reťazca. V dôsledku tohto prenosu sa na jednej strane membrány vytvorí protónový gradient a pomocou proteínovej integrálnej sady ATP syntázy sa budujú molekuly. Proces prebieha na mitochondriálnej membráne.

Postupnosť štádií glykolýzy a oxidatívnej fosforylácie v mitochondriách predstavuje bežný proces nazývaný dýchanie. Po úplnom cykle sa z 1 molekuly glukózy v bunke vytvorí 36 molekúl ATP.

Fotofosforylácia

Proces fotofosforylácie je rovnaká oxidačná fosforylácia s jediným rozdielom: fotofosforylačné reakcie prebiehajú v chloroplastoch bunky pod vplyvom svetla. ATP sa vyrába počas svetelnej fázy fotosyntézy, hlavného procesu výroby energie v zelených rastlinách, riasach a niektorých baktériách.

Počas fotosyntézy prechádzajú elektróny rovnakým elektrónovým transportným reťazcom, čo vedie k vytvoreniu protónového gradientu. Koncentrácia protónov na jednej strane membrány je zdrojom syntézy ATP. Zostavenie molekúl vykonáva enzým ATP syntáza.

Priemerná bunka obsahuje 0,04 % hmotnostných adenozíntrifosfátu. Najvyššia hodnota sa však pozoruje vo svalových bunkách: 0,2-0,5%.

V bunke je asi 1 miliarda molekúl ATP.

Každá molekula nežije dlhšie ako 1 minútu.

Jedna molekula adenozíntrifosfátu sa obnovuje 2000-3000 krát denne.

Celkovo ľudské telo syntetizuje 40 kg adenozíntrifosfátu za deň a v každom danom čase je rezerva ATP 250 g.

Záver

Štruktúra ATP a biologická úloha jeho molekúl spolu úzko súvisia. Látka hrá kľúčovú úlohu v životných procesoch, pretože vysokoenergetické väzby medzi fosfátovými zvyškami obsahujú obrovské množstvo energie. Adenozíntrifosfát plní v bunke mnoho funkcií, a preto je dôležité udržiavať konštantnú koncentráciu látky. Rozpad a syntéza prebiehajú vysokou rýchlosťou, pretože energia väzieb sa neustále využíva v biochemických reakciách. Toto je základná látka pre každú bunku v tele. To je asi všetko, čo sa dá povedať o štruktúre ATP.