Белки́ (протеи́ны, полипепти́ды) высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот. Белки – это нерегулярные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав белков входят: С, Н, О, N, S. Часть белков образует комплексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк и медь.

Аминокислоты, образующиеся в результате модификации стандартных аминокислот уже после их включения в полипептидную цепь, называются нестандартными.

ЗаменимыеНезаменимые синтезируются в организме животных и человека не синтезируются в организме животных и человека

полноценными, содержащими весь набор аминокислот, неполноценными, в составе которых отсутствуют какие - то аминокислоты.

СЛОВАРЬ Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Карбоксильная группа (карбоксил) - СООН функциональная одновалентная группировка, входящая в состав карбоновых кислот и определяющая их кислотные свойства. О О С Н

Аминогру́ппа одновалентная группа NH2, остаток аммиака (NH3).

Радикалы определяют структурные и функциональные особенности аминокислот.

Аминокислоты соединяются друг с другом пептидной связью, образуя полипептидную цепь. Пептидная связь – ковалентная связь, образующаяся между азотом аминогруппы одной аминокислоты и углеродом карбоксильной группы другой аминокислоты.

Соединение двух аминокислот называется дипептидом, трех – трипептидом и т. д. Глютатион ( глицин + цистеин + глютаминовая кислота ). Он содержится во всех живых клетках ( особенно много его в зародыше пшеничного зерна и дрожжах ) и активно участвует в обмене веществ.

Макромолекулой называют гигантскую молекулу, построенную из многих повторяющихся единиц – мономеров СЛОВАРЬ

Антуан Франсуа де Фуркруа основоположник изучения белков

Уровень организации Признаки Химические связи Первичная Вторичная Третичная Четвертичная

Линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепи Связи: пептидные

Полипептидная нить закручена в α-спираль – из одной полипептидной цепи, каждый атом О связан с атомом Н четвертой по ходу спирали NH- группы β –спираль (слой) – из нескольких полипептидных цепей, имеющих водородную связь между звеньями соседних полипептидных цепей. Связи: водородные

Глобула – компактная укладка α-спираль, Фибрилла - β –структуры уложенные параллельными слоями ; Суперспираль – несколько спиралей, скрученных вместе Связи: ионные гидрофобные дисульфидные водородные

Агрегат из нескольких глобул. Свойственна лишь белкам с особо сложной структурой Связи: Силы межмолекулярного притяжения Ионные Водородные Гидрофобные связи

белки Простые (протеины) Сложные (протеиды) состоят из остатков аминокислот (альбумины, глобулины, гистоны, склеропротеи ды) кроме аминокислот содержат небелковую - простетическую группу: атомы металла – металлопротеины молекулу липида – липопротеины молекулу углевода – гликопротеины остаток фосфорной кислоты – фосфопротеины молекулу нуклеиновой кислоты – нуклеопротеины

Фибриллярные – образуют длинные волокна или слоистые структуры ( коллаген, миозин, фиброин, кератин ). Они нерастворимы в воде. Глобулярные – их полипептидные цепи свернуты в компактные глобулы ( ферменты, антитела, гормон инсулин ). Промежуточные – фибриллярной природы, но растворяются в воде ( фибриноген ).

Структурные – входят в различные структуры клетки и организма. Ферменты – являются биологическими катализаторами. Гормоны – являются регуляторами биологических функций. Транспортные – переносят различные вещества. Защитные – обеспечивают иммунные реакции организма. Сократительные – участвуют в сокращении мышечных волокон. Запасные – служат резервными веществами клетки и организма. Токсины – являются ядами, используемыми живыми существами в целях защиты или нападения.

Денатурация белков (от лат. de- приставка, означающая отделение, удаление и лат. nature природа) потеря белковыми веществами их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.) вследствие нарушения пространственной структуры их молекул. СЛОВАРЬ

Ренатурация белков Полное восстановление структуры белка обратимая Денатурация необратимая

1. Структурная ( кератин, коллагена, эластина. ) 2. Ферментативная. ( пепсин, трипсин ) 3. Двигательная ( актин и миозин ) 4. Транспортная. ( гемоглобин и гемоцианин, миоглобин ) 5. Защитная. ( лизоцим, фибрин и тромбин ) 6. Энергетическая 7. Регуляторная. ( все гормоны гипофиза, гипоталамуса, поджелудочной железы ( инсулин, глюкагон ), фитохром растений ). 8. Сигнальная ( рецепторная ). 9. Запасающая. ( Яичный альбумин, казеин, ферритин ) 10. Токсическая ( нейротоксин )

Белки в клетке выполняют множество функций, имеют сложное строение. Без белков жизнь клетки невозможна

(от лат. nucleus ядро) высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов (мономеров) – природные высокомолекулярные органические соединения, полинуклеотиды, обеспечивающие хранение и передачу наследственной ( генетической ) информации в живых организмах.

В 1868г швейцарский врач И.Ф.Мишер в ядрах лейкоцитов обнаружил вещества, обладающие кислотными свойствами, которые в 1889г Р.Альтман назвал ядерными (нуклеиновыми) кислотами И. Ф. Мишер

Нуклеиновые кислоты ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота Содержание нуклеиновых кислот в живом веществе – от 1 до 2%.

Молекулярная масса нуклеиновых кислот = 10 5 –10 9 Масса ДНК кишечной палочки =2,5x10 9 Длина молекул ДНК в ядре половой клетки человека (1n) = составляет 102 см.

Хранение (носители) генетической информации Участие в реализации генетической информации (синтез белка) Передача генетической информации дочерними клетками при делении клеток и организмам при их размножении

Остаток фосфорной кислоты Углевод Азотистое основание

Пиримидиновые основания являются производными пиримидина, имеющего в составе своей молекулы одно кольцо. Пуриновые основания являются производными пурина, имеющего два кольца.

Соединения пентозы с азотистым основанием - нуклеозиды.

Реакция конденсации С 3 - атомом остатка сахара одного нуклеотида остаток фосфорной кислоты ( С 5 - атомом ) следующего фосфодиэфирный мостик

Расположение : У прокариот – в цитоплазме У эукариот – в ядре и самоудваивающихся органоидах ( митохондриях, пластидах, клеточном центре ) Функции : хранение и передача генетической информации Участие в реализации генетической информации Структура : первичная - цепь последовательно расположенных нуклеотидов составляет. вторичная - двойная комплементарная цепь. третичная - спиральная форма ДНК

1950 г. - английский физик Морис Уилкинс получил рентгенограмму ДНК. Розалинд Франклин - четкий крестообразный рисунок – опознавательный знак двойной спирали

L между нуклеотидами = 0,34 нм Шаг спирали = 10 нуклетидов = 3,4 нм D = 2 нм

Спираль обычно закручена вправо, но есть случаи образования и левой спирали. Две полинуклеотидные цепи ДНК закручены вокруг друг друга и вокруг общей оси. Цепи ДНК – антипараллельны ( разнонаправлены ), т. е. против 3'- конца одной цепи находится 5'- конец другой Сахарофосфатный остов находится на периферии молекулы ДНК, а пуриновые и пиримидиновые основания – в середине Азотистые основания соединяются водородными связями Молекула ДНК двуцепочечная спираль

L между нуклеотидами = 0,34 нм Шаг спирали = 10 нуклетидов = 3,4 нм D = 2 нм Молекула ДНК двуцепочечная спираль

В ДНК любого организма количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиловых, а количество гуаниловых нуклеотидов равно количеству цитозиловых нуклеотидов ( А = Т, Г = Ц ), или суммарное количество пуриновых азотистых оснований равно суммарному количеству пиримидиновых азотистых оснований ( А + Г = Ц + Т ). /1950 г. австралийский биохимик Эдвин Чаргафф /

А=ТА=Т Г Ц Водородные связи

аденин и г уанин - п урины цитозин и т имин – пиримидины между а зотистыми о снованиями о дной п рироды связи н е у станавливаются Комплементарные о снования с оответствуют друг д ругу г еометрически, т. е. п о р азмерам и форме. Комплементарность н уклеотидов – э то химическое и г еометрическое с оответствие структур и х м олекул д руг д ругу.

Последовательность нуклеотидов в одной спирали, можно выяснить порядок следования нуклеотидов на другой спирали.

Задача 1. В лаборатории исследован участок одной из цепочек молекулы ДНК. Оказалось, что он состоит из 20 мономеров, которые расположены в такой последовательности : Г - Т - Г - Т - А - А - Ц - Г - А - Ц - Ц - Г - А - Т - А - Ц - Т - Г - Т - А. Что можно сказать о строении соответствующего участка второй цепочки той же молекулы ДНК ?

Задача 2. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности : А - А - Г - Т - Ц - Т - А - Ц - Г - Т - А - Т Нарисуйте схему структуры второй цепи данной молекулы ДНК. 2. Какова длина в нм этого фрагмента ДНК, если один нуклеотид занимает около 0,34 нм ? 3. Сколько ( в %) содержится нуклеотидов в этом фрагменте молекулы ДНК ?

Задача 3. Каков будет состав второй цепочки ДНК, если первая содержит 18% гуанина, 30% аденина и 20% тимина ? Задача 4. В молекуле ДНК насчитывается 23% адениловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Задача 5. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 тыс., из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида в среднем 345. Сколько содержится нуклеотидов по отдельности в данной ДНК ? Какова длина ее молекулы ?

Задача 6. По мнению некоторых ученых общая длина всех молекул ДНК в ядре одной половой клетки человека составляет около 102 см. Сколько всего пар нуклеотидов содержится в ДНК одной клетки (1 нм = 10–6 мм )?

В чем заключается особенность строения рибонуклетида ?

РНК принадлежит главная роль в передаче и реализации наследственной информации

Нуклеиновые кислоты ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота Один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят остаток ортофосфорной кислоты, рибоза и азотистые основания

иРНК ( мРНК ) тРНК рРНК РНК Перенос генетической информации от ДНК к рибосомам Транспорт аминокислоты к месту синтеза белковый цепи Формирование рибосом, обеспечение первоначального связывания иРНК и рибосомы и формирование активного центра рибосомы 2% от общего количества РНК в клетке 80–85% от общего содержания РНК в клетке 10% от общего количества РНК в клетке

Сравнение ДНК и РНК

Признаки сравнения ДНКРНК Расположение в клетке Строение макромолекулы Мономеры Состав нуклеотидов Функции

Признаки сравнения ДНКРНК Расположение в клетке Ядро, митохондрии, хлоропласты Ядро, рибосомы, центриоли, цитоплазма, митохондрии и хлоропласты Строение макромолекулы Двойной неразветвленный линейный полимер, свернутый в спираль Одинарная полинуклеотидная цепь МономерыДезоксирибонуклеотидыРибонуклеотиды Состав нуклеотидов Пуриновые ( аденин, гуанин ) и пиримидиновые ( тимин, цитозин ) азотистые основания ; дезоксирибоза ( С 5); остаток фосфорной кислоты Пуриновые ( аденин, гуанин ) и пиримидиновые ( урацил, цитозин ) азотистые основания ; рибоза ( С 5); остаток фосфорной кислоты ФункцииХранитель наследственной информации Посредник в реализации генетической информации

Нуклеиновые кислоты выполняют важнейшую биологическую роль в клетке

Количество АТФ 0,04% ( в клетке в среднем находится около 1 млрд молекул АТФ ). Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах (0,2–0,5%).

Макроэргические связи

+ 30,5 кДж

1. Анаэробное фосфорилирование. Фосфорилирование – это процесс синтеза АТФ из АДФ и низкомолекулярного фосфата ( Фн ). Примерно 40% выделяемой в ходе этих процессов энергии ( около 200 кДж / моль глюкозы ), расходуется на синтез АТФ, а остальная часть рассеивается в виде тепла : С 6 Н 12 О АДФ + 2 Фн ––> 2 С 3 Н 4 O АТФ + 4 Н.

2. Окислительное фосфорилирование – это процесс синтеза АТФ за счет энергии окисления органических веществ кислородом. Протекает в митохондриях. Примерно 55% выделяющейся при этом энергии ( около 2600 кДж / моль глюкозы ) превращается в энергию химических связей АТФ, а 45% рассеивается в виде тепла. Образуется 36 молекул АТФ.

3. Фотофосфорилирование – процесс синтеза АТФ за счет энергии солнечного света. Происходит в клетках, способных к фотосинтезу ( зеленые растения, цианобактерии ).

За счет выделяющейся при гидролизе АТФ энергии происходят почти все процессы жизнедеятельности в клетке и организме

- белковая молекула - структура белка молекула аминокислоты - структуры белка Antoine_François%2C_comte_de_Fourcroy.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/Antoine_François%2C_comte_de_Fourcroy.jpg/180px- Antoine_François%2C_comte_de_Fourcroy.jpg - портрет Антуана Франсуа де Фуркруа - функции белков Использованные ресурсы - первичная структура белка - вторичная структура белка - третичная структура белка - четвертичная структура белка

- яичница - модель ДНК ДНК и РНК - сравнение ДНК и РНК Википедия Фридрих Мишер нуклеотид - ДНК - Занимательная биология - белки