Indikatorji.	DNK	RNA	ATP
Biti v kletki	Jedro, mitohondriji, plastidi.	Jedro, ribosomi, mitohondriji, kloroplasti.	Citoplazma, jedro, mitohondriji. kloroplasti.
Nahaja se v jedru.	Kromatin, kromosomi.	Jedrce.	Karioplazma.
Struktura.	Dve dolgi polinukleotidni verigi, vijačno zaviti antiparalelno druga glede na drugo.	Ena kratka polinukleotidna veriga.	Mononukleotid.
Monomeri.	Dezoksiribonukleotidi.	Ribonukleotidi.	št
Nukleotidna sestava.	1) dušikova baza - A, G, C, T, 2) ogljikovi hidrati - deoksiriboza 3) ostanek fosforne kisline	1) dušikova baza - A, G, C, U, 2) ogljikovi hidrati - riboza 3) ostanek fosforne kisline	1) dušikova baza - A, 2) ogljikovi hidrati 1 riboza 3) trije ostanki fosforne kisline
Vrste nukleotidov.	adenil (A) gvanil (G) citidil (C) timidil (T)	adenil (A) gvanil (G) citidil (C) uracil (U)	adenil (A)
Lastnosti.	1) Sposoben reduplikacije ali replikacije (podvajanja) po principu komplementarnosti (komplementarnosti ali korespondence), tj. tvorba vodikovih svetnikov med A-T, G-C, 2) Stabilen (ne spreminja lokacije).	1) Ni sposoben reduplikacije, razen pri RNA virusih, 2) Labilen (prehaja iz jedra v citoplazmo).	Zaradi hidrolize se ostanki fosforne kisline enega za drugim odcepijo od ATP in sprosti energija. ATP-ADP-AMP
Funkcije.	1) Shranjuje, prenaša in razmnožuje genetske informacije 2) Uravnava vitalno aktivnost celice.	1) Sodeluje pri biosintezi beljakovin a) i-RNA in m-RNA prenašata genetsko informacijo iz DNK na mesto sinteze beljakovin, b) r-RNA tvori ribosom, c) t-RNA najde in prenese aminokisline na mesto sinteza beljakovin, 2) c -RNA shranjuje, prenaša in reproducira genetsko informacijo virusa.	1) Energija.
Posebnosti.	1) Jedrska DNK je dolga, povezana z beljakovinami in tvori linearni kromosom. 2) Mitohondrij je kratek in krožen, povezan z beljakovinami in tvori krožni kromosom. 3) Pri prokariontih je DNK zaprta v obroč, ni povezana z beljakovinami in ne tvori kromosoma.	1) Dvoverižna RNA se nahaja v nekaterih virusih. 2) 5 vrst RNA: sporočilna RNA. messenger RNA, ribosomska r-RNA, transportna t-RNA, virusna v-RNA	1) Ostanki fosforne kisline so med seboj povezani z visokoenergijskimi (visokoenergijskimi) vezmi. 2) Molekula ATP je nestabilna, obstaja manj kot 1 minuto, se obnovi in ​​razgradi 2400-krat na dan.

Replikacija DNA, genetska koda, implementacija genetske informacije.

3.1. replikacija DNK. Ker je DNK molekula dednosti, se mora za uresničitev te lastnosti natančno kopirati in tako ohraniti informacijo, ki jo izvirna molekula DNK vsebuje v obliki določenega zaporedja nukleotidov. To dosežemo s posebnim procesom, imenovanim replikacija ali reduplikacija.

Replikacija- To je podvojitev molekule DNK. Replikacija temelji na pravilih Edwina Chargaffa (A+G=T+C), tj. vsota purinskih baz je enaka vsoti pirimidinskih baz. Strogo medsebojno ujemanje nukleotidov v seznanjenih verigah DNA imenujemo komplementarnost (vzajemnost).

Faze replikacije:

№	Stopnje replikacije.
	Posebni encimi odvijajo dvojno vijačnico molekule DNK in pretrgajo vodikove vezi med verigami.
	Encim DNA polimeraza se premika po eni verigi DNA od ogljika 3 do ogljika 5 in po pravilu komplementarnosti (A-T, G-C) dodaja ustrezne nukleotide. Ta veriga se imenuje vodilna veriga; njeno podvajanje poteka neprekinjeno.
	Druga zaostala veriga je nameščena nasprotno vzporedno s prvo in DNA polimeraza 1 se lahko premika samo v eno smer od ogljika 3 do ogljika 5, zato se kopira v ločenih fragmentih, ko se molekula DNA odvija. Fragmenti so povezani s posebnimi encimi - ligazami po principu antiparalelizma.
	Po replikaciji vsaka molekula DNA vsebuje eno "materno" verigo in drugo na novo sintetizirano "hčerinsko" verigo. To načelo sinteze imenujemo polkonzervativno, tj. ena veriga v novi molekuli DNK je "stara", druga pa "nova".

Genetska koda.

Za molekulo dednosti, ki je DNK, ni značilno le samopodvajanje (replikacija), ampak tudi kodiranje informacij z uporabo določenega zaporedja nukleotidov. Znano je, da je DNK sestavljena iz štirih vrst nukleotidov, to pomeni, da so informacije v DNK zapisane s 4 črkami (A, T, G, C). Matematični izračuni to kažejo

1. Če uporabimo 1 nukleotid, dobimo 4 različne kombinacije, 4<20.

2. Če uporabimo 2 nukleotida, dobimo 16 različnih kombinacij (4 2 =16), 16<20.

1. Če uporabimo 3 nukleotide, dobimo 64 različnih kombinacij (4 3 =64), 64>20.

Tako bo kombinacija 3 nukleotidov zadostovala za kodiranje 20 aminokislin. Od 64 možnih trojčkov 61 trojčkov kodira 20 esencialnih aminokislin, ki jih najdemo v celičnih proteinih, 3 trojčki pa so stop signali ali terminatorji, ki ustavijo branje informacij.

Kombinacije treh nukleotidov, ki kodirajo določene aminokisline, se imenujejo koda DNK ali genetska koda. Trenutno je genetska koda popolnoma dešifrirana, to je, da je znano, katere tripletne kombinacije nukleotidov kodirajo 20 aminokislin. S kombinacijo treh nukleotidov je mogoče kodirati več aminokislin, kot je potrebno za kodiranje 20 aminokislin. Izkazalo se je, da lahko vsako aminokislino kodira več trojčkov, razen metionina in triptofana. Aminokisline, ki sestavljajo naravne beljakovine, lahko spadajo v različne skupine: neesencialne kisline (3), esencialne kisline (3).

Genetska koda je sistem za zapis genetske informacije v DNK v obliki določenega zaporedja nukleotidov (ali metoda za zapis zaporedja aminokislin v beljakovini z uporabo nukleotidov).

Genetska koda ima več lastnosti (7 lastnosti).

Kemična sestava celice
Zadeva:
"Nukleinske kisline: DNK
RNA. ATP"
Naloge:
Označite nukleinske kisline,
vrste NK, njihova lokalizacija v celici, struktura,
funkcije.
Gradite znanje o strukturi in funkcijah
ATP.

Nukleinske kisline (NA)
Nukleinske kisline vključujejo
visoko polimerne spojine,
tvorba purina in
pirimidinske baze, pentoze in
fosforna kislina. Nukleinska
kisline vsebujejo C, H, O, P in N.
Obstajata dva razreda nukleinskih kislin
kisline: ribonukleinske kisline
(RNA), ki vsebuje sladkorno ribozo
(C5H10O5) in deoksiribonuklein
kisline (DNK), ki vsebujejo sladkor
deoksiriboza (C5H10O4).
Pomen nukleinskih kislin za žive organizme je v
zagotavljanje hrambe, prodaje in prenosa dediščine
informacije.
DNK je vsebovana v jedru, mitohondrijih in kloroplastih – shranjena
genetske informacije. RNA najdemo tudi v citoplazmi in
odgovoren za biosintezo beljakovin.

Nukleinske kisline (NA)
Molekule DNK so polimeri
katerih monomeri so
nastali deoksiribonukleotidi
ostanki:
1. fosforjeva kislina;
2. deoksiriboza;
3. Dušikova baza (purin -
adenin, gvanin ali pirimidin -
timin, citozin).
Tridimenzionalni model prostora
struktura molekule DNA v obliki dvojnika
spirala je bila predlagana leta 1953.
Ameriški biolog J. Watson in
Angleški fizik F. Crick. Za vašo
raziskave so bili nagrajeni
Nobelova nagrada.

Nukleinske kisline (NA)
Skoraj J. Watson in F. Crick sta odkrila kemično strukturo gena.
DNK zagotavlja shranjevanje, izvajanje in prenos dednega
informacije.

Nukleinske kisline (NA)
E. Chargaff, ki je pregledal ogromno
število vzorcev tkiva in
organi različnih organizmov,
razkril naslednje
vzorec:
v kateremkoli fragmentu DNK
vsebnost ostankov gvanina
se vedno natančno ujema
vsebnost citozina in adenina
- Timin.
Ta položaj se je imenoval
"Chargaffova pravila":
A+G
A = T; G = C
ali --- = 1
C+T

Nukleinske kisline (NA)
J.Watson in F.Crick
izkoristil to pravilo
pri izdelavi modela molekule
DNK. DNK je
dvojna vijačnica. Njegova molekula
ki ga tvorita dva
polinukleotidne verige,
spiralno zavit prijatelj
blizu prijatelja, skupaj pa okoli
imaginarna os.
Premer dvojne vijačnice DNA - 2
nm, višina skupne spirale, po kateri
obstaja 10 parov nukleotidov -
3,4 nm. Dolžina molekule - do
nekaj centimetrov.
Molekulska teža je
desetine in stotine milijonov. V jedru
skupna dolžina DNK človeških celic
približno 1-2m.

Nukleinske kisline (NA)
Dušikove baze imajo ciklično strukturo, ki vsebuje
ki poleg ogljikovih atomov vključuje atome drugih elementov,
zlasti dušik. Za prisotnost dušikovih atomov v teh spojinah
imenujejo se dušikovi in ​​ker imajo
alkalne lastnosti – baze. Dušikove baze
Nukleinske kisline spadajo v razrede pirimidinov in purinov.

Značilnosti DNK
Kot posledica kondenzacijske reakcije
dušikova baza in deoksiriboza
nastane nukleozid.
Med reakcijo kondenzacije med
nukleozid in fosforna kislina
nastane nukleotid.
Imena nukleotidov se razlikujejo od
imena ustreznih baz.
Običajno sta označena oba
z velikimi črkami (A,T,G,C):
Adenin – adenil; gvanin –
gvanil; citozin – citidil;
timin – timidil nukleotidi.

Značilnosti DNK
Ena veriga nukleotidov
nastane kot rezultat
kondenzacijske reakcije
nukleotidi.
Še več, med 3"-karbon
en preostali sladkor
nukleotid in ostanek
fosforna kislina drugega
nastane fosfodiester
povezava.
Kot rezultat,
nerazvejan
polinukleotidne verige. ena
konec polinukleotidne verige
se konča s 5" karbonom (njegov
se imenuje 5" konec), drugi je 3" karbon (3" konec).

10.

Značilnosti DNK

11.

Značilnosti DNK
Proti eni verigi nukleotidov
druga veriga se nahaja.
Polinukleotidne verige v molekuli DNA
ostanite blizu drug drugega
zaradi pojava vodika
vezi med dušikovimi bazami
nukleotidi, ki se nahajajo drug v drugem
proti prijatelju.
Temelji na principu komplementarne interakcije med pari
baze: proti adeninu - timin na drugi verigi, proti gvaninu pa citozin na drugi, to pomeni, da je adenin komplementaren timinu in med
imajo dve vodikovi vezi, gvanin - citozin (tri vodikove vezi
komunikacije).
Komplementarnost je sposobnost nukleotidov, da
selektivno povezavo med seboj.

12.

Značilnosti DNK

13.

Značilnosti DNK
Niti DNK so antiparalelni
(večsmerno), torej proti
3" konec ene verige je 5" konec druge.
Obrnjena proti obodu molekule
sladkorno-fosfatno hrbtenico. V notranjosti
molekule so obrnjeni dušik
razlogov.
Ena od edinstvenih lastnosti
Molekula DNK je ona
replikacija – sposobnost, da
samopodvajanje – razmnoževanje
natančne kopije originalne molekule.

14.

15.

replikacija DNK
Zahvaljujoč tej sposobnosti
Izvajajo se molekule DNK
prenos dednih
informacije iz matične celice
hčere med delitvijo.
Proces samopodvajanja molekule
DNK se imenuje replikacija.
Replikacija je kompleksen proces
poteka s sodelovanjem encimov
(DNA polimeraze in drugi) in
deoksiribonukleozid trifosfati.
Replikacija se izvaja
na pol konzervativen način torej
vsaka veriga DNK štrli vanj
vlogo matrice, po principu
komplementarnost se zaključuje
nova veriga. Tako v
vsaka hčerinska DNK ima eno verigo
je materinski, drugi pa je
na novo sintetiziran.

16.

replikacija DNK
V materini verigi DNK
antiparalelen. DNA polimeraze so sposobne
premakniti v eno
smer - od konca 3" do konca 5", grad
otroška veriga
antiparalelno - od 5" do
3" konec.
Zato DNA polimeraza
neprekinjeno
vseli se
smer 3"→5"
ena veriga, sintetiziranje
hči Ta veriga
imenovani vodilni.

17.

replikacija DNK
Druga DNA polimeraza
premika vzdolž druge verige
hrbtna stran (tudi v
smer 3"→5"),
sintetizira drugo hčerko
veriga v fragmentih (njihova
imenovani fragmenti
Okazaki), ki po
replikacija končana
se z ligazami povežejo v eno samo
veriga. Ta veriga se imenuje
zaostajajo.
Tako na verigi 3"-5"
replikacija poteka
in na verigi 5"-3" - občasno.

18.

19. Značilnosti RNA

Molekule RNK so polimeri
katerih monomeri so
ribonukleotidi, ki jih tvorijo: ostanek
petogljikov sladkor - riboza; preostanek
ena od dušikovih baz: purin -
adenin, gvanin; pirimidin-uracil,
citozin; ostanek fosforne kisline.

20. Značilnosti RNA

Molekula RNA je
nerazvejeni polinukleotid, ki
ima lahko primarno strukturo -
nukleotidno zaporedje, sekundarno
– nastajanje zank zaradi parjenja
komplementarnih nukleotidov, oz
terciarna struktura – izobrazba
kompaktna struktura zaradi
interakcije spiralnih regij
sekundarna struktura.

21.

Značilnosti RNA
Kot rezultat kondenzacijske reakcije dušikove baze s sladkorjem
riboza med reakcijo kondenzacije tvori ribonukleozid
nukleozid s fosforno kislino tvori ribonukleotid.
Imena nukleotidov: purin (biciklični) - adenil,
gvanil, pirimidin - uridil in citidil.

22. Značilnosti RNA

23.

Značilnosti RNA
RNA nukleotidi med reakcijo
nastanejo kondenzacije
estrske obveznice, torej
nastane polinukleotid
veriga.

24. Značilnosti RNA

Za razliko od DNK je molekula RNK običajno
ne tvorita dva, ampak eden
polinukleotidna veriga. Vendar ji
sposobni tvoriti tudi nukleotidi
med seboj vodikove vezi, a to
intra- in ne medverižnih povezav
komplementarni nukleotidi. RNA verige
veliko krajši od verig DNK.
Informacije o strukturi molekule RNA
vgrajeni v molekule DNK. Sinteza molekul
RNA se pojavi na predlogi DNA s sodelovanjem
encimov RNA polimeraz in se imenuje
prepisovanje. Če je vsebnost DNK v
celica je torej relativno konstantna
Vsebnost RNA močno niha.
Največja količina RNA v celicah
opazimo med sintezo beljakovin.

25.

Značilnosti RNA

26. Značilnosti RNA

Vsebnost RNA v kateri koli
celic 5–10-krat večja
Vsebnost DNK. obstaja
tri glavne razrede
ribonukleinske kisline:
Informacije
(šablona) RNA - mRNA (5 %);
prenosna RNA - tRNA
(10%);
ribosomska RNA - rRNA
(85%).
Vse vrste RNA zagotavljajo
biosinteza beljakovin.

27. Značilnosti RNA

Messenger RNA.
Najbolj raznolika
velikost in stabilnost
Razred. Vsi so
nosilci genetskih
informacije od jedra do
citoplazma. Služijo
matriko za sintezo
beljakovinske molekule, saj
določi aminokislino
podzaporedje
primarna struktura
beljakovinska molekula.
mRNA predstavlja do
5% celotne vsebine
RNA na celico, približno 30.000
nukleotidi.

28. Značilnosti RNA

Prenosna RNA
Prenosne molekule RNA vsebujejo
običajno 76-85 nukleotidov in imajo
terciarna struktura, delež tRNA
predstavlja do 10 % celotne vsebine
RNA v celici.
Funkcije: dostavljajo aminokisline v
mesto sinteze beljakovin, ribosomi.
Celica vsebuje več kot 30 vrst tRNA.
Vsaka vrsta tRNA ima samo lastnost
za to zaporedje nukleotidov.
Vendar jih imajo vse molekule več
intramolekularno komplementarni
področja, zahvaljujoč prisotnosti katerih vse
tRNA imajo terciarno strukturo
v obliki lista detelje.

29. Značilnosti RNA

30. Značilnosti RNA

Ribosomska RNA.
Delež ribosomske RNA
(rRNA) predstavlja 80-85 %
skupna vsebnost RNA v
celica, sestavljena iz 3.000 – 5.000
nukleotidi.
Citoplazmatski ribosomi
vsebuje 4 različne molekule
RNA. V mali podenoti je ena
molekula, v veliki - tri
molekule RNA. V ribosomu
približno 100 beljakovinskih molekul.

31.

Značilnosti ATP
Adenozin trifosforna kislina (ATP) je univerzalni prenašalec
in glavni hranilnik energije v živih celicah. ATP je vsebovan v
vse celice rastlin in živali. Količina ATP niha in
povprečje je 0,04 % (na mokro maso celice).

32.

Značilnosti ATP
V celici se molekula ATP porabi v eni minuti po tem
njeno izobrazbo. Človek ima količino ATP, ki je enaka njegovi telesni teži.
nastane in uniči vsakih 24 ur.

33.

Značilnosti ATP
ATP je nukleotid, ki ga tvorijo ostanki
dušikova baza (adenin), sladkor (riboza) in fosfor
kisline. Za razliko od drugih nukleotidov ATP ne vsebuje enega, ampak
trije ostanki fosforne kisline.

34.

Značilnosti ATP
ATP se nanaša na visokoenergijske snovi - snovi
ki vsebujejo veliko količino energije v svojih vezeh.
ATP je nestabilna molekula: pri hidrolizi končnega ostanka
fosforne kisline se ATP pretvori v ADP (adenozin difosforjev
kislina), pri čemer se sprosti 30,6 kJ energije.

35.

Značilnosti ATP
ADP se lahko tudi razgradi, da nastane AMP
(adenozin monofosforna kislina). Prosti izhod energije pri
cepitev drugega končnega ostanka je približno 30,6 kJ.

36.

Značilnosti ATP
Izločitev tretje fosfatne skupine spremlja
pri čemer se sprosti le 13,8 kJ. Tako ima ATP dva
makroergične povezave.

Kaj sta DNK in RNK? Kakšne so njihove funkcije in pomen v našem svetu? Iz česa so narejeni in kako delujejo? O tem in še več je govora v članku.

Kaj sta DNK in RNK

Biološke vede, ki preučujejo principe shranjevanja, izvajanja in prenosa genetske informacije, strukturo in funkcije nepravilnih biopolimerov, spadajo v molekularno biologijo.

Biopolimeri, visokomolekularne organske spojine, ki nastanejo iz nukleotidnih ostankov, so nukleinske kisline. Hranijo informacije o živem organizmu, določajo njegov razvoj, rast in dednost. Te kisline sodelujejo pri biosintezi beljakovin.

V naravi najdemo dve vrsti nukleinskih kislin:

• DNA - deoksiribonukleinska;
• RNA je ribonukleinska.

Kaj je DNK, so svetu povedali leta 1868, ko so jo odkrili v celičnih jedrih levkocitov in lososove sperme. Kasneje so jih našli v vseh živalskih in rastlinskih celicah, pa tudi v bakterijah, virusih in glivah. Leta 1953 sta J. Watson in F. Crick na podlagi rentgenske strukturne analize zgradila model, sestavljen iz dveh polimernih verig, ki sta spiralno zaviti ena okoli druge. Leta 1962 so ti znanstveniki za svoje odkritje prejeli Nobelovo nagrado.

Deoksiribonukleinska kislina

Kaj je DNK? To je nukleinska kislina, ki vsebuje genotip posameznika in prenaša informacije z dedovanjem, samoreprodukcijo. Ker so te molekule tako velike, obstaja ogromno možnih nukleotidnih zaporedij. Zato je število različnih molekul tako rekoč neskončno.

struktura DNK

To so največje biološke molekule. Njihova velikost sega od ene četrtine v bakterijah do štirideset milimetrov v človeški DNK, kar je veliko več kot največja velikost beljakovine. Sestavljeni so iz štirih monomerov, strukturnih komponent nukleinskih kislin - nukleotidov, ki vključujejo dušikovo bazo, ostanek fosforne kisline in deoksiribozo.

Dušikove baze imajo dvojni obroč ogljika in dušika - purini ter en obroč - pirimidini.

Purini so adenin in gvanin, pirimidini pa timin in citozin. Označujemo jih z velikimi latiničnimi črkami: A, G, T, C; in v ruski literaturi - v cirilici: A, G, T, Ts S kemično vodikovo vezjo se povezujejo med seboj, zaradi česar nastanejo nukleinske kisline.

V vesolju je spirala najpogostejša oblika. Torej ga ima tudi struktura molekule DNK. Polinukleotidna veriga je zavita kot spiralno stopnišče.

Verige v molekuli so usmerjene nasprotno druga od druge. Izkazalo se je, da če je v eni verigi usmerjenost od konca 3" do 5", potem bo v drugi verigi usmerjenost nasprotna - od konca 5" do 3".

Načelo komplementarnosti

Dve verigi sta povezani v molekulo z dušikovimi bazami tako, da ima adenin vez s timinom, gvanin pa samo s citozinom. Zaporedni nukleotidi v eni verigi določajo drugo. To ujemanje, ki je podlaga za nastanek novih molekul kot rezultat replikacije ali podvajanja, je postalo imenovano komplementarnost.

Izkazalo se je, da je število adenilnih nukleotidov enako številu timidilnih nukleotidov, gvanilnih nukleotidov pa je enako številu citidilnih nukleotidov. To dopisovanje je postalo znano kot Chargaffovo pravilo.

Replikacija

Proces samoreprodukcije, ki poteka pod nadzorom encimov, je glavna lastnost DNK.

Vse se začne z odvijanjem vijačnice zahvaljujoč encimu DNA polimeraza. Po prekinitvi vodikovih vezi se v eni in drugi verigi sintetizira hčerinska veriga, material za katero so prosti nukleotidi, prisotni v jedru.

Vsaka veriga DNK je predloga za novo verigo. Kot rezultat, iz ene dobimo dve popolnoma enaki matični molekuli. V tem primeru je ena nit sintetizirana kot neprekinjena nit, druga pa je najprej fragmentarna, šele nato se združi.

DNK geni

Molekula nosi vse pomembne informacije o nukleotidih in določa lokacijo aminokislin v beljakovinah. DNK človeka in vseh drugih organizmov hrani podatke o svojih lastnostih in jih prenaša na potomce.

Njegov del je gen – skupina nukleotidov, ki kodirajo informacije o beljakovini. Celota genov celice tvori njen genotip ali genom.

Geni se nahajajo na določenem delu DNK. Sestavljeni so iz določenega števila nukleotidov, ki so razvrščeni v zaporedno kombinacijo. To pomeni, da gen ne more spremeniti svojega mesta v molekuli in ima zelo specifično število nukleotidov. Njihovo zaporedje je edinstveno. Na primer, en red se uporablja za proizvodnjo adrenalina, drugi pa za inzulin.

DNK poleg genov vsebuje nekodirajoče sekvence. Uravnavajo delovanje genov, pomagajo kromosomom ter označujejo začetek in konec gena. Toda danes vloga večine ostaja neznana.

Ribonukleinska kislina

Ta molekula je v mnogih pogledih podobna deoksiribonukleinski kislini. Vendar pa ni tako velik kot DNK. In tudi RNA je sestavljena iz štirih vrst polimernih nukleotidov. Trije so podobni DNK, le da namesto timina vsebuje uracil (U ali U). Poleg tega je RNA sestavljena iz ogljikovih hidratov - riboze. Glavna razlika je v tem, da je vijačnica te molekule enojna, za razliko od dvojne vijačnice v DNK.

Funkcije RNA

Funkcije ribonukleinske kisline temeljijo na treh različnih vrstah RNA.

Informacije prenašajo genetske informacije iz DNK v citoplazmo jedra. Imenuje se tudi matrica. To je odprta veriga, sintetizirana v jedru z uporabo encima RNA polimeraze. Kljub temu, da je njegov odstotek v molekuli izjemno nizek (od tri do pet odstotkov celice), ima najpomembnejšo funkcijo - deluje kot matriks za sintezo beljakovin, ki iz molekul DNK obvešča o njihovi strukturi. En protein je kodiran z eno specifično DNK, zato je njuna številčna vrednost enaka.

Ribosomski sistem v glavnem sestavljajo citoplazemska zrnca - ribosomi. R-RNA se sintetizirajo v jedru. Predstavljajo približno osemdeset odstotkov celotne celice. Ta vrsta ima kompleksno strukturo, ki tvori zanke na komplementarnih delih, kar vodi do molekularne samoorganizacije v kompleksno telo. Med njimi so pri prokariontih tri vrste, pri evkariontih pa štiri.

Transport deluje kot "adapter", ki razporeja aminokisline polipeptidne verige v ustreznem vrstnem redu. V povprečju je sestavljen iz osemdeset nukleotidov. Celica vsebuje praviloma skoraj petnajst odstotkov. Zasnovan je za transport aminokislin do mesta, kjer se sintetizirajo beljakovine. V celici je od dvajset do šestdeset vrst prenosne RNK. Vsi imajo podobno organizacijo v prostoru. Pridobijo strukturo, imenovano deteljica.

Pomen RNK in DNK

Ko so odkrili DNK, njena vloga ni bila tako očitna. Tudi danes, čeprav je bilo razkritih veliko več informacij, nekatera vprašanja ostajajo neodgovorjena. In nekateri morda sploh še niso oblikovani.

Dobro znani biološki pomen DNK in RNK je, da DNK prenaša dedne informacije, RNK pa sodeluje pri sintezi beljakovin in kodira strukturo beljakovin.

Vendar pa obstajajo različice, da je ta molekula povezana z našim duhovnim življenjem. Kaj je v tem smislu človeška DNK? Vsebuje vse podatke o njem, njegovi življenjski aktivnosti in dednosti. Metafiziki verjamejo, da so v njem vsebovane izkušnje preteklih življenj, obnovitvene funkcije DNK in celo energija Višjega jaza - Stvarnika, Boga.

Po njihovem mnenju verige vsebujejo kode, ki se nanašajo na vse vidike življenja, vključno z duhovnim delom. Toda nekatere informacije, na primer o obnovi telesa, se nahajajo v strukturi kristala večdimenzionalnega prostora, ki se nahaja okoli DNK. Predstavlja dodekaeder in je spomin vseh življenjskih sil.

Zaradi dejstva, da se človek ne obremenjuje z duhovnim znanjem, se izmenjava informacij v DNK s kristalno lupino odvija zelo počasi. Za povprečnega človeka le petnajst odstotkov.

Predpostavlja se, da je bilo to storjeno posebej za skrajšanje človeškega življenja in padec na raven dvojnosti. Tako se človekov karmični dolg poveča in na planetu se ohrani raven vibracij, ki so potrebne za nekatere entitete.

Ogljikovi hidrati- To so organske spojine, ki vključujejo ogljik, vodik in kisik. Ogljikove hidrate delimo na mono-, di- in polisaharide.

Monosaharidi so enostavni sladkorji, sestavljeni iz 3 ali več C atomov: glukoza, riboza in deoksiriboza. Ne hidrolizira, lahko kristalizira, topen v vodi, ima sladek okus

Polisaharidi nastanejo kot posledica polimerizacije monosaharidov. Ob tem izgubijo sposobnost kristalizacije in sladek okus. Primer - škrob, glikogen, celuloza.

1. Energija je glavni vir energije v celici (1 gram = 17,6 kJ)

2. strukturna - del membran rastlinskih celic (celuloza) in živalskih celic

3. vir za sintezo drugih spojin

4. shranjevanje (glikogen - v živalskih celicah, škrob - v rastlinskih celicah)

5. povezovanje

Lipidi- kompleksne spojine glicerola in maščobnih kislin. Netopen v vodi, samo v organskih topilih. Obstajajo preprosti in kompleksni lipidi.

Funkcije lipidov:

1. strukturna - osnova za vse celične membrane

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

3. skladiščenje

4. toplotna izolacija

5. vir znotrajcelične vode

ATP - ena sama univerzalna energijsko intenzivna snov v celicah rastlin, živali in mikroorganizmov. S pomočjo ATP se energija kopiči in prenaša v celici. ATP je sestavljen iz dušikove baze adeina, ogljikovih hidratov riboze in treh ostankov fosforne kisline. Fosfatne skupine so med seboj povezane z visokoenergijskimi vezmi. Funkcije ATP so prenos energije.

Veverice so prevladujoča snov v vseh živih organizmih. Protein je polimer, katerega monomer je aminokisline (20). Aminokisline so v proteinski molekuli povezane s peptidnimi vezmi, ki nastanejo med amino skupino ene aminokisline in karboksilno skupino druge. Vsaka celica ima edinstven nabor beljakovin.

Obstaja več nivojev organizacije beljakovinske molekule. Primarni struktura - zaporedje aminokislin, povezanih s peptidno vezjo. Ta struktura določa specifičnost proteina. notri sekundarni Struktura molekule ima obliko spirale, njeno stabilnost zagotavljajo vodikove vezi. Terciar struktura nastane kot posledica preoblikovanja spirale v tridimenzionalno sferično obliko - globulo. Kvartar nastane, ko se več proteinskih molekul združi v en kompleks. Funkcionalna aktivnost proteinov se kaže v strukturi 2, 3 ali 3.

Struktura beljakovin se spreminja pod vplivom različnih kemikalij (kisline, alkalije, alkohol in drugi) in fizikalnih dejavnikov (visoko in nizko t sevanje), encimov. Če te spremembe ohranijo primarno strukturo, je proces reverzibilen in se kliče denaturacija Uničenje primarne strukture se imenuje koagulacija(ireverzibilen proces uničenja beljakovin)

Funkcije beljakovin

1. strukturno

2. katalitično

3. kontraktilne (proteini aktin in miozin v mišičnih vlaknih)

4. transport (hemoglobin)

5. regulativni (insulin)

6. signal

7. zaščitni

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

Vrste nukleinskih kislin. Nukleinska kislina- biopolimeri živih organizmov, ki vsebujejo fosfor, ki zagotavljajo shranjevanje in prenos dednih informacij. Leta 1869 jih je odkril švicarski biokemik F. Miescher v jedrih levkocitov in semenčic lososa. Pozneje so nukleinske kisline našli v vseh rastlinskih in živalskih celicah, virusih, bakterijah in glivah.

V naravi obstajata dve vrsti nukleinskih kislin – deoksiribonukleinska kislina (DNK) in ribonukleinska kislina (RNA). Razlika v imenih je razložena z dejstvom, da molekula DNK vsebuje petogljikov sladkor deoksiribozo, molekula RNK pa vsebuje ribozo.

DNK najdemo predvsem v kromosomih celičnega jedra (99 % vse celične DNK), pa tudi v mitohondrijih in kloroplastih. RNA je del ribosomov; Molekule RNK so tudi v citoplazmi, matriksu plastidov in mitohondrijih.

Nukleotidi- strukturne komponente nukleinskih kislin. Nukleinske kisline so biopolimeri, katerih monomeri so nukleotidi.

Nukleotidi- kompleksne snovi. Vsak nukleotid vsebuje dušikovo bazo, sladkor s petimi ogljikovimi atomi (riboza ali deoksiriboza) in ostanek fosforne kisline.

Obstaja pet glavnih dušikovih baz: adenin, gvanin, uracil, timin in citozin.

DNK. Molekula DNK je sestavljena iz dveh polinukleotidnih verig, spiralno zavitih druga glede na drugo.

Nukleotidi molekule DNA vključujejo štiri vrste dušikovih baz: adenin, gvanin, timin in citocin. V polinukleotidni verigi so sosednji nukleotidi med seboj povezani s kovalentnimi vezmi.

Polinukleotidna veriga DNK je zavita v obliki spirale kot spiralno stopnišče in je povezana z drugo, komplementarno verigo, z vodikovimi vezmi, ki nastanejo med adeninom in timinom (dve vezi), ter gvaninom in citozinom (tri vezi). Nukleotidi A in T, G in C se imenujejo komplementarno.

Posledično je v katerem koli organizmu število adenilnih nukleotidov enako številu timidilnih nukleotidov, število gvanilnih nukleotidov pa je enako številu citidilnih nukleotidov. Zahvaljujoč tej lastnosti zaporedje nukleotidov v eni verigi določa njihovo zaporedje v drugi. Ta sposobnost selektivnega združevanja nukleotidov se imenuje komplementarnost, in ta lastnost je podlaga za tvorbo novih molekul DNA na osnovi prvotne molekule (replikacija, tj. podvojitev).

Ko se pogoji spremenijo, lahko DNK, tako kot beljakovine, doživi denaturacijo, kar imenujemo taljenje. S postopno vrnitvijo v normalne razmere se DNK ponovno naturira.

Funkcija DNK je shranjevanje, prenos in reprodukcija genetskih informacij skozi generacije. DNK katere koli celice kodira informacije o vseh beljakovinah določenega organizma, o tem, katere beljakovine, v kakšnem zaporedju in v kakšnih količinah bodo sintetizirane. Zaporedje aminokislin v beljakovinah je v DNK zapisano s tako imenovano genetsko (tripletno) kodo.

Glavni premoženje DNK je njegovo sposobnost podvajanja.

Replikacija - To je proces samopodvajanja molekul DNK, ki poteka pod nadzorom encimov. Replikacija se zgodi pred vsako delitvijo jedra. Začne se z začasno odvijanjem vijačnice DNA pod delovanjem encima DNA polimeraze. Na vsaki od verig, ki nastanejo po pretrganju vodikovih vezi, se po principu komplementarnosti sintetizira hčerinska veriga DNK. Material za sintezo so prosti nukleotidi, ki so prisotni v jedru

Tako ima vsaka polinukleotidna veriga svojo vlogo matrice za novo komplementarno verigo (zato se proces podvajanja molekul DNK nanaša na reakcije matrična sinteza). Rezultat sta dve molekuli DNK, od katerih ima vsaka eno verigo, ki ostane od matične molekule (polovica), druga pa je na novo sintetizirana. Poleg tega se ena nova veriga sintetizira neprekinjeno, druga pa v obliki kratkih fragmentov, ki se nato v dolgo verigo zašije poseben encim - DNA ligaza. Kot rezultat replikacije sta dve novi molekuli DNA natančna kopija originalne molekule.

Biološki pomen replikacije je v natančnem prenosu dednih informacij iz matične celice v hčerinske celice, ki se pojavi med delitvijo somatskih celic.

RNA. Struktura molekul RNK je v marsičem podobna strukturi molekul DNK. Vendar pa obstajajo številne bistvene razlike. V molekuli RNA vsebujejo nukleotidi ribozo namesto deoksiriboze in uridil nukleotid (U) namesto timidil nukleotida (T). Glavna razlika od DNK je, da je molekula RNK ena veriga. Vendar pa so njegovi nukleotidi sposobni tvoriti vodikove vezi med seboj (na primer v molekulah tRNA, rRNA), vendar v tem primeru govorimo o intraverižni povezavi komplementarnih nukleotidov. Verige RNK so veliko krajše od DNK.

V celici obstaja več vrst RNA, ki se razlikujejo po molekulski velikosti, strukturi, lokaciji v celici in funkcijah:

1. Messenger RNA (mRNA) – prenaša genetske informacije iz DNK v ribosome

2. Ribosomska RNA (rRNA) – del ribosomov

3. 3. Prenosna RNA (tRNA) – prenaša aminokisline do ribosomov med sintezo beljakovin



Milijoni biokemičnih reakcij potekajo v kateri koli celici našega telesa. Katalizirajo jih različni encimi, ki pogosto potrebujejo energijo. Kje ga celica dobi? Na to vprašanje je mogoče odgovoriti, če upoštevamo strukturo molekule ATP - enega glavnih virov energije.

ATP je univerzalni vir energije

ATP pomeni adenozin trifosfat ali adenozin trifosfat. Snov je eden od dveh najpomembnejših virov energije v vsaki celici. Struktura ATP in njegova biološka vloga sta tesno povezani. Večina biokemičnih reakcij se lahko pojavi le s sodelovanjem molekul snovi, to še posebej velja, vendar je ATP redko neposredno vključen v reakcijo: za kakršen koli proces je potrebna energija, ki jo vsebuje adenozin trifosfat.

Struktura molekul snovi je taka, da vezi, nastale med fosfatnimi skupinami, nosijo ogromno energije. Zato se takšne vezi imenujejo tudi makroergične ali makroenergetske (makro = veliko, velika količina). Izraz je prvi uvedel znanstvenik F. Lipman in predlagal tudi uporabo simbola ̴ za njihovo označevanje.

Zelo pomembno je, da celica vzdržuje konstantno raven adenozin trifosfata. To še posebej velja za mišične celice in živčna vlakna, saj so energijsko najbolj odvisna in za opravljanje svojih funkcij potrebujejo visoko vsebnost adenozin trifosfata.

Zgradba molekule ATP

Adenozin trifosfat je sestavljen iz treh elementov: riboze, adenina in ostankov

Riboza- ogljikov hidrat, ki spada v skupino pentoz. To pomeni, da riboza vsebuje 5 ogljikovih atomov, ki so zaprti v cikel. Riboza se poveže z adeninom preko β-N-glikozidne vezi na 1. ogljikovem atomu. Pentozi so dodani tudi ostanki fosforne kisline na 5. ogljikovem atomu.

Adenin je dušikova baza. Glede na to, katera dušikova baza je vezana na ribozo, ločimo še GTP (gvanozin trifosfat), TTP (timidin trifosfat), CTP (citidin trifosfat) in UTP (uridin trifosfat). Vse te snovi so po strukturi podobne adenozin trifosfatu in opravljajo približno enake funkcije, vendar so v celici veliko manj pogoste.

Ostanki fosforne kisline. Na ribozo so lahko vezani največ trije ostanki fosforne kisline. Če sta dva ali samo eden, se snov imenuje ADP (difosfat) ali AMP (monofosfat). Med ostanki fosforja se sklenejo makroenergetske vezi, po raztrganju katerih se sprosti 40 do 60 kJ energije. Če se prekineta dve vezi, se sprosti 80, manj pogosto - 120 kJ energije. Ko se vez med ribozo in fosforjevim ostankom prekine, se sprosti le 13,8 kJ, zato sta v molekuli trifosfata samo dve visokoenergijski vezi (P ̴ P ̴ P), v molekuli ADP pa ena (P ̴ P).

To so strukturne značilnosti ATP. Zaradi dejstva, da se med ostanki fosforne kisline tvori makroenergijska vez, so struktura in funkcije ATP medsebojno povezane.

Zgradba ATP in biološka vloga molekule. Dodatne funkcije adenozin trifosfata

ATP lahko poleg energije opravlja še številne druge funkcije v celici. Trifosfat skupaj z drugimi nukleotidnimi trifosfati sodeluje pri gradnji nukleinskih kislin. V tem primeru so ATP, GTP, TTP, CTP in UTP dobavitelji dušikovih baz. Ta lastnost se uporablja pri procesih in transkripciji.

ATP je nujen tudi za delovanje ionskih kanalov. Na-K kanal na primer črpa 3 molekule natrija iz celice in črpa 2 molekuli kalija v celico. Ta ionski tok je potreben za vzdrževanje pozitivnega naboja na zunanji površini membrane in samo s pomočjo adenozin trifosfata lahko kanal deluje. Enako velja za protonske in kalcijeve kanale.

ATP je predhodnik drugega posrednika cAMP (cikličnega adenozin monofosfata) – cAMP ne le prenaša signal, ki ga prejmejo receptorji celične membrane, ampak je tudi alosterični efektor. Alosterični efektorji so snovi, ki pospešijo ali upočasnijo encimske reakcije. Tako ciklični adenozin trifosfat zavira sintezo encima, ki katalizira razgradnjo laktoze v bakterijskih celicah.

Sama molekula adenozin trifosfata je lahko tudi alosterični efektor. Poleg tega v takih procesih ADP deluje kot antagonist ATP: če trifosfat pospeši reakcijo, jo difosfat zavira in obratno. To so funkcije in struktura ATP.

Kako nastane ATP v celici?

Funkcije in struktura ATP so takšne, da se molekule snovi hitro uporabijo in uničijo. Zato je sinteza trifosfata pomemben proces pri nastajanju energije v celici.

Obstajajo trije najpomembnejši načini sinteze adenozin trifosfata:

1. Substratna fosforilacija.

2. Oksidativna fosforilacija.

3. Fotofosforilacija.

Substratna fosforilacija temelji na številnih reakcijah, ki potekajo v celični citoplazmi. Te reakcije imenujemo glikoliza – anaerobna stopnja. Kot rezultat 1 cikla glikolize se sintetizirata iz 1 molekule glukoze, ki se nato uporabita za proizvodnjo energije, sintetizirata pa se tudi dva ATP.

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

Celično dihanje

Oksidativna fosforilacija je tvorba adenozin trifosfata s prenosom elektronov vzdolž membranske transportne verige elektronov. Zaradi tega prenosa se na eni strani membrane tvori protonski gradient in s pomočjo proteinskega integralnega sklopa ATP sintaze se gradijo molekule. Proces poteka na mitohondrijski membrani.

Zaporedje stopenj glikolize in oksidativne fosforilacije v mitohondrijih tvori skupen proces, imenovan dihanje. Po končanem ciklu iz 1 molekule glukoze v celici nastane 36 molekul ATP.

Fotofosforilacija

Proces fotofosforilacije je enak oksidativni fosforilaciji z eno samo razliko: reakcije fotofosforilacije potekajo v kloroplastih celice pod vplivom svetlobe. ATP nastaja v svetlobni fazi fotosinteze, ki je glavni proces proizvodnje energije v zelenih rastlinah, algah in nekaterih bakterijah.

Med fotosintezo gredo elektroni skozi isto transportno verigo elektronov, kar povzroči nastanek protonskega gradienta. Koncentracija protonov na eni strani membrane je vir sinteze ATP. Sestavljanje molekul izvaja encim ATP sintaza.

Povprečna celica vsebuje 0,04 % teže adenozin trifosfata. Vendar pa je največja vrednost opažena v mišičnih celicah: 0,2-0,5%.

V celici je približno 1 milijarda molekul ATP.

Vsaka molekula ne živi več kot 1 minuto.

Ena molekula adenozin trifosfata se obnovi 2000-3000-krat na dan.

Skupaj človeško telo sintetizira 40 kg adenozin trifosfata na dan, v danem trenutku pa je rezerva ATP 250 g.

Zaključek

Struktura ATP in biološka vloga njegovih molekul sta tesno povezani. Snov igra ključno vlogo v življenjskih procesih, saj visokoenergijske vezi med fosfatnimi ostanki vsebujejo ogromno energije. Adenozin trifosfat opravlja številne funkcije v celici, zato je pomembno vzdrževati konstantno koncentracijo snovi. Razpad in sinteza potekata z veliko hitrostjo, saj se energija vezi nenehno uporablja v biokemičnih reakcijah. To je bistvena snov za vsako celico v telesu. To je verjetno vse, kar lahko rečemo o strukturi ATP.