Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Введение. Живые организмы обладают свойствами, позволяющими им суще - ствовать в разнообразных условиях обитания и передавать эти свойства из поколения в поколение




 

Живые организмы обладают свойствами, позволяющими им суще - ствовать в разнообразных условиях обитания и передавать эти свойства из поколения в поколение. Важнейшими из этих свойств является обмен веществ и размножение, в основе которого лежит способность производить себе подобных со всеми родительскими признаками. Эти свойства обеспечиваются высокомолекулярными соединениями, главными из которых являются белки и нуклеиновые кислоты - информационные макромолекулы, играющие огромную роль в обеспечении способности организма существовать во времени и пространстве.

Белки выполняют в клетке разнообразные функции и играют решающую роль во всех биологических процессах, и, в частности, является катализаторами всех биохимических процессов; обеспечивают транспорт веществ, движение в клетке, выполняют функцию механической опоры, участвуют в обеспечении иммунитета и т.д. Значение белков для функционирования клетки определятся также тем, что именно белки обеспечивают формирование определенного фенотипа и формируют обмен всех живых систем. Уникальные свойства белков обеспечиваются колосальным разнообразием пространственного строения их молекул и вариаций сочетаний 20 аминокислот, входящих в их состав. Изменение структуры белка в конечном счете приводят к нарушению функций и возникновению болезней.

Нуклеиновые кислоты является носителями наследственных свойств, играют определенную роль в хранении и реализации этих свойств, что в итоге обеспечивает точное повторение и воспроизведение всех черт организации живого организма.

В данной работе главной задачей является раскрытие понятий о структуре, свойствах, функциях информационных макромолекул. С этой целью в пособии дается подробное описание структуры информационных макромолекул, которое иллюстрируются большим количеством наглядного материала.

Значение и понимание структуры и функции информационных макромолекул необходимо для студентов - медиков, так как функцио- нирование этих молекул непосредственно с понятиями "здоровья" и "болезни". Мутации, приводящие к изменению структуры и количества наследственного материала, приводят к изменению структуры и активности ферментов и др. белков, а это, в свою очередь, приводит к возникновению патологических состоянии. Кроме того, в последние годы все более активно используются методы изучения макромолекул в качестве средств диагностики, профилактики и лечения заболеваний. Понимание механиз- мов возникновения болезней обеспечивает более эффективное их лечение. Современные технологии изучения генома обеспечивают развитие персонализированной медицины, наномедицины и нанофармации.

Глава 1. Биологические макромолекулы

 

Жизнедеятельность клетки обеспечивается непрерывными сложными последовательными химическими реакциями, благодаря которым клетка растет, делится, движется и сообщается с другими клетками. Совокупность этих реакций называется метаболизмом или обменом веществ. Клетки поглощают извне низкомолекулярные вещества и из них, как из кирпичиков, строят крупные высокомолекулярные соединения, которые в свою очередь расщепляются в процессе жизнедеятельности, обеспечивая образование других химических «строительных блоков». Таким образом, в клетке всегда имеются «строительные блоки», мономеры, которые клетка берет извне или производит сама, синтезируя из них макромолекулы или биополимеры. Процесс синтеза высокомолекулярных соединений биополимеров, состоящих из повторяющихся частей мономеров называ- ется полимеризация. Одни макромолекулы состоят из нескольких мономеров (олигомеры), другие из сотен тысяч и даже миллионов (молекула ДНК Е.соli содержит 4·106 пар нуклеотидов, молекула крахмала – свыше миллиона моносахаров). Молекулы биополимеров представляют собой:

1 - линейные цепочки;

2 - разветвленные цепи;

3 - спирализованные жесткие цилиндрические структуры, стабили- зированные большим числом вторичных слабых связей;

4 - могут иметь сложную и нерегулярную конформацию;

5 - прилегая друг к другу, цепи полимеров могут образовывать сетчатые структуры, волокна, мембраны, связанные сильными ковалентными связями (коллаген) либо более слабыми вторичными связями.

К химическим «строительным блокам» относят 20 с лишним аминокислот, несколько видов сахаров, уксусную кислоту, несколько видов жирных кислот, глицерин, 2 пуриновых, 2 пиримидиновых основания, фосфорную кислоту, неорганические ионы: Na+, К+, Са2+, Мg2+, Fе+, Zn+, Сl- и др.

Эти малые молекулы связываются несколькими типами химических связей, что обеспечивает целостность и устойчивость макромолекул. Ковалентная связь осуществляется путем обобществления электронов, связываемых атомом и характеризуется наибольшей электрон- ной плотностью между связывающимися атомами, поэтому энергия связи велика (400 кДжмоль-1).

В образовании макромолекул также участвуют вторичные, более слабые связи (рис.1): водородные, дисульфидные, гидрофобные и ионные (табл.1).

Водородные связи возникают между электроотрицательными атомами (азота, фтора, кислорода) и атомом водорода; по своей природе являются электростатическими. Энергия их невелика (15-40кДЖ·мольˉ¹), но за счет их большого количества обеспечивается кооперативный эффект действия, то есть суммарный эффект их совместного действия значительно выше суммы эффектов действия водородных связей порознь.

Дисульфидная связь (S-S-связь) является разновидностью ковален- тной связи и образуется между цистеиновыми остатками, содержащими группу -SH- одной и той же или разных белковых цепей. S-S-связь обусловливает изменение направления полипептидной цепия, соединяя ее отдельные участки. Наличие S-S-связи делает структуру белка более стабильной к воздействию температуры и кислотности среды.

 

 

 
 

 


Рис. 1. Типы связей пространственной структуры белка

 

Таблица 1




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 588; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.013 сек.