Большая часть органических веществ горючи, а при нагревании обугливаются.
Главные классы органических соединений клеток[править]
Главными классами органических соединений клетки вычисляют белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. На долю этих групп веществ приходится более 25 % массы клетки и громаднейшее разнообразие типов молекул. Наряду с этим такие малые молекулы, как аминокислоты (и их предшественники), их предшественники и нуклеотиды, и моносахардиы и их предшественники (часть углеводов) и жирные их предшественники и кислоты (часть липидов), другими словами малые молекулы, в сумме составляют не более 3 % массы клетки, не смотря на то, что они также достаточно разнообразны (см. таблицу).
Разнообразие органических веществ бактериальной клетки (по Альбертс и др.)
Вещество либо класс веществ % от массы клетки Число типов молекул
Вода 70 1
Неорганические ионы 1 20
Моносахариды и их предшественники 1 250
Аминокислоты и их предшественники 0,4 100
их предшественники и Нуклеотиды 0,4 100
Жирные их предшественники и кислоты 1 250
Другие малые органические молкулы 0,2 300
Макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды) 26 3000
Липиды, их функции[править]
Липиды — несколько органических соединений, отлично растворимых в неполярных органических растворителях (бензол, ацетон, хлороформ) и фактически нерастворимых в воде.
C точки зрения современной органической химии это определение есть неточным. Во-первых, такое определение вместо четкой чёрта класса химических соединений говорит только о физических особенностях. Во-вторых, на данный момент известно достаточное количество соединений, нерастворимых в неполярных растворителях либо же, напротив, отлично растворимых в воде, каковые, однако, относят к липидам. В современной органической химии определение термина «липиды» основано на биосинтетическом родстве данных соединений — к липидам относят жирные их производные и кислоты [40]. Одновременно с этим в других разделах и биохимии биологии к липидам так же, как и прежде принято относить и гидрофобные либо амфифильные вещества второй химической природы [41]. Мы будем придерживаться «химического» определения.
Нейтральные жиры[править]
Триглицериды. Зелёным цветом выделен остов глицерина, тёмным на белом фоне — часть молекулы жирных кислот (на рисунке — это радикалы пальмитиновой кислоты).
Жиры, либо триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот.
Наровне с белками и углеводами, жиры — один из основных компонентов клеток животных, микроорганизмов и растений.
Жидкие жиры растительного происхождения в большинстве случаев именуют маслами [42].
Состав жиров отвечает неспециализированной формуле:
CH2-O-C(O)-R¹
|
CH-О-C(O)-R2
|
CH2-O-C(O)-R³,
где R¹, R2 и R³ — радикалы (время от времени — разных) жирных кислот.
В большинстве случаев, в масла входят в основном ненасыщенные жирные кислоты (имеющие одну либо пара двойных связей между атомами углерода), а в состав жёстких жиров — насыщенные. В составе природных жиров и масел преобладают жирные кислоты с 16-18 атомами углерода в цепи.
Функции жиров
Запасающая
Основная функция жиров в животном (и частично — растительном) мире — запасающая. При полном окислении 1 г жира (до углекислого газа и воды) выделяется около 9 ккал энергии. (1 ккал = 1000 кал; калория (кал, cal) — энергии и количества внесистемная единица работы, равная количеству теплоты, нужному для нагревания 1 мл воды на 1 °C при стандартном атмосферном давлении 101,325 кПа; 1 ккал = 4,19 кДж). При окислении (в организме) 1 г белков либо углеводов выделяется лишь около 4 ккал/г.
Вопрос 1
По какой причине фактически все животные применяют жир в качестве главного запасного вещества фактически во всех тканях и клетках, не считая яйцеклеток, а растения, в большинстве случаев, запасают крахмал и лишь в семенах многие из них применяют жиры? Поразмыслите, с чем связаны исключения; это окажет помощь вам ответить на главный вопрос.
При окислении жира выделяется так называемая «метаболическая» вода, так что запасы жира частично помогают и запасами воды.
Уменьшение плотности
У самых различных водных организмов — от одноклеточных диатомовых водорослей до огромных акул — жир является «поплавком», уменьшая среднюю плотность тела. Плотность животных жиров образовывает около 0,91-0,95 г/см³. Плотность костной ткани позвоночных близка к 1,7-1.8 г/см³, а средняя плотность большинства вторых тканей близка к 1 г/см³. Ясно, что жира необходимо много, дабы «уравновесить» тяжелый скелет.
Вопрос 2
Плотность воздуха приблизительно в 600 раз меньше плотности воды, и кое-какие организмы применяют воздушные пузыри как поплавки (к примеру, у большинства рыб имеется плавательный пузырь). В чём состоят вероятные преимущества жирового «поплавка» если сравнивать с воздушным?
Теплоизоляция (у теплокровных)
Довольно часто жир является теплоизоляцией для теплокровных животных. Особенно это принципиально важно для таких животных, как киты либо тюлени, довольно много времени проводящих в холодной воде. У них подкожный слой жира особенно толстый.
Вопрос 3
По какой причине тюлени имеют более толстый слой подкожного жира, чем, к примеру, волк либо белый медведь? Так как они бывают активны при температуре ниже ?30оС, а температура воды, в которой живут тюлени, в любой момент выше 0оС.
Вопрос 4
У некоторых животных жир запасается не под кожей, а в определенных органах (на определенных участках тела). Что это за животные? Как эта особенность связана с их образом судьбы?
Механическая защита
Толстый подкожный слой жира — достаточно надежная защита внутренних органов от механических повреждений при ударах.
Фосфолипиды[править]
Фосфатидилхолин? один из самых распространенных фосфолипидов клеточных мембран
Фосфолипиды похожи на нейтральные жиры тем, что в их состав также входят остатки жирных кислот и глицерина. Но фосфолипиды отличаются от нейтральных жиров тем, что в состав фосфолипидов входят лишь два остатка жирной кислоты. Третья эфирная связь образуется между остатком и глицерином фосфорной кислоты (фосфатом), к которому присоединена несколько атомов, различная у разных фосфолипидов (радикал), содержащая в большинстве случаев положительно заряженный атом азота (см.рис.).
Эта часть молекулы фосфолипидов («голова») гидрофильна, а складывающиеся из жирных кислот «хвосты» гидрофобны. Так, фосфолипиды — обычные амфифильные вещества (см. Сотрудничество фосфолипидов с водой).
Другие группы липидов[править]
Углеводы, их функции[править]
Углево?ды — неспециализированное наименование широкого класса природных органических соединений. Наименование происходит от слов «вода» и «уголь». Обстоятельством этого есть то, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.
В животных клетках углеводы составляют не более 5 % сухой массы, а в некоторых растительных(к примеру, клубни картофеля) их содержание достигает 90 % сухой массы.
По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые (моносахариды) и сложные (олигосахариды и полисахариды). Сложные углеводы, в отличие от несложных, способны гидролизоваться с образованием несложных углеводов, мономеров.
Биологическое значение углеводов:
Углеводы делают структурную функцию, другими словами участвуют в построении разных клеточных структур (к примеру, клеточных стенок растений.
Углеводы делают предохранительную роль у растений (клеточные стены, складывающиеся из клеточных стенок мертвых клеток защитные образования — шипы, колючки и др.).
Углеводы делают пластическую функцию — сохраняются в виде запаса питательных веществ, и входят в состав сложных молекул (к примеру, пентозы (дезоксирибоза и рибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК.
Углеводы являются главным энергетическим материалом. При окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
Углеводы участвуют в обеспечении осморегуляции и осмотического давления. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы. От концентрации глюкозы зависит осмотическое кровеное давление.
Углеводы делают рецепторную функцию — многие олигосахариды входят в состав принимающей части клеточных рецепторов либо молекул-лигандов.
В животных и суточном рационе человека преобладают углеводы. Растительноядные приобретают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники приобретают гликоген с мясом.
Организмы животных не могут синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они приобретают их от растений с пищей и применяют в качестве главного источника энергии, приобретаемой в ходе окисления.
Моносахариды[править]
Моносахариды отлично растворяются в воде. Многие из них синтезируются в клетках растений.
?-глюкоза
Моносахариды дезоксирибоза и рибоза входят в состав нуклеиновых кислот. Глюкоза С6Н12О6 присутствует в клетках всех организмов и есть одним из источников энергии для животных. У человека глюкоза переносится кровью и опглощается клетками посредством нескольких белков-транспортеров. Поглощение глюкозы клетками регулирует гормон инсулин.
Дисахариды[править]
Дисахариды — это неспециализированное наименование подкласса олигосахаридов. Молекула дисахарида складывается из двух молекул моносахаридов, каковые соединены гликозидной связью. Дисахариды образуются в следствии реакции конденсации между двумя моносахаридами, в большинстве случаев гексозами. При реакции конденсации происходит удаление воды. По окончании единиц и соединения их именуют остатками. Самый распространенные дисахариды — это сахароза и лактоза. Кроме этого к дисахаридам относится мальтоза.
Олигосахариды[править]
Структура олигосахаридов H-антигена, несущего ответственность за группы крови совокупности АВО
Олигосахариды — это олигомеры, складывающиеся из нескольких (в большинстве случаев от 3 до 10, не более 20) мономеров — моносахаридов, связанных между собой гликозидной связью. В отличие от них полисахариды складываются из десятков, сотен либо тысяч моносахаридов. Дисахариды время от времени вычисляют частным случаем олигосахаридов.
Многие олигосахариды соединены или с белками (тогда образуются гликопротеины), или с липидами (образуются гликолипиды).
Олигосахариды довольно часто являются «метками» при внутриклеточном транспорте белков. Эти «метки», опознаваемые белками-рецепторами, разрешают доставить белок в мембранного пузырька в необходимый компартмент клетки.
Своеобразные олигосахариды (входящие в состав гликопротеидов) на поверхности эритроцитов определяю группу крови человека.
Многие рецепторы плазмалеммы — это гликопротеиды, в состав которых входят специфичные олигосахариды. По всей видимости, они участвуют в «связывании» и опознавании сигнальных молекул.
Заякоренные на мембране олигосахариды образуют гликокаликс — слой на наружной поверхности животных клеток. Толщина этого слоя от 15 до 150 нм. В отлично развитом гликокаликсе на поверхности энтероцитов находятся пищеварительные ферменты и происходит один их этапов пристеночного пищеварения.
Самый распространенные полисахариды — целлюлоза, крахмал и гликоген[править]
Полисахари?ды — неспециализированное наименование класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых складываются из десятков, сотен либо тысяч мономеров — моносахаридов. Наиболее значимые (для человека, а быть может, и для всей биосферы) полисахариды — целлюлоза, гликоген и крахмал.
Схема строения молекулы целлюлозы. Атомы углерода продемонстрированы тёмным, кислорода — красным, водорода — белым.
Целлюлоза — главной компонент клеточных стенок растений и основная пища растительноядных животных[править]
Целлюлоза — гомополимер. Её молекула складывается из остатков молекул глюкозы, которая образуется при кислотном гидролизе целлюлозы (под действием сильных кислот при большой температуре):
(C6H10O5)n + nH2O — nC6H12O6
Целлюлоза — линейный полимер. Молекулы целлюлозы являются долгие нити, которые содержат 300-10.000 остатков глюкозы, без боковых ответвлений. Эти нити соединены между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе громадную механическую прочность. Водородные связи соединяют молекулы целлюлозы в волокна — фибриллы.
Целлюлоза нерастворима в воде, но весьма гидрофильна.
Целлюлоза — один из основных компонентов клеточных стенок растений.
Считается, что в составе биомассы целлюлозы больше, чем любого другого вещества. В растительной биомассе целлюлозы около трети, в древесине — 50 %, в хлопковой вате — около 90 %.
Её разновидности (либо похожие на неё вещества)находятся в клеточных стенках многих протистов и некоторых бактерий. Покровы асцидий пропитаны похожим на целлюлозу веществом туницином; по всей видимости, это единственный случай синтеза целлюлозы животными.
Целлюлозой питаются бессчётные организмы — бактерии, грибы, протисты и животные. Целлюлоза — основной источник питательных веществ для большинства растительноядных животных. У млекопитающих (как и у других животных) нет ферментов, талантливых расщеплять целлюлозу. Но многие растительноядные животные (к примеру, жвачные) имеют в пищеварительном тракте бактерий-симбионтов, каковые расщепляют и оказывают помощь хозяевам усваивать данный полисахарид.
Крахмал — главное запасное главная пища и вещество растений для человека[править]
Структура амилозы
Структура амилопектина
Крахмал, как и целлюлоза, складывается из остатков глюкозы. Это — смесь двух полисахаридов, амилозы и амилопектина. В большинстве случаев в крахмале 20-25 % амилозы и 75-80 % амилопектина.
Амилоза — долгие линейные цепочки остатков глюкозы, соединенных 1,4-связью (связь между первых и четвертым атомами углерода). В большинстве случаев, в молекуле амилозы от 300 до 3.000 остатков глюкозы. В воде амилоза отлично растворяется. Конкретно амилоза дает светло синий окрашивание с раствором иода.
Амилопектин представляет собой разветвленные цепочки. В точках ветвления, отстоящих в среднем на 25-30 остатков глюкозы, имеются не только 1,4-, но и 1,6-связи. Молекула амилопектина содержит от 2.000 до 200.000 остатков глюкозы. С раствором иода амилопектин даёт красноватое окрашивание.
Гликоген употребляется для запасания энергии в клетках животных[править]
Гликоген по строению весьма похож на амилопектин. Он отличается лишь большей разветвленностью молекулы (точки ветвления отстоят в среднем на 8-12 остатков). В клетках животных и грибов гликоген накапливается как запасное питательное вещество, которое легко перевоплотить в глюкозу. У человека гликоген запасается в печени (до 8 % сырой массы) и скелетных мышцах (1-2 % сырой массы).
Нуклеиновые кислоты, их функции[править]
ДНК — носитель наследственной информации[править]
Дезоксирибонуклеи?новая кислота? (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, снабжающих хранение, передачу много поколений и реализацию генетической информации. Главная роль ДНК в клетках — передача и долговременное хранение много поколений информации о структуре РНК и белков.
В клетках эукариот ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и w:пластидах). В клетках прокариот кольцевая (за редкими исключениями) молекула ДНК, так называемый генофор, входит в состав нуклеоида.
У прокариот и у низших эукариот (к примеру, у дрожжей) видятся кроме этого маленькие независимые, в основном кольцевые молекулы ДНК, именуемые плазмидами. В клетках молекулы ДНК в любой момент двухцепочечные, другими словами складываются из двух цепей нуклеотидов. Помимо этого, одно- либо двухцепочечные молекулы ДНК смогут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.
Строение нуклеотидов
Структура рибозы, продемонстрирована нумерация атомов углерода (обратите внимание, что в состав нулеотидов ДНК входит дезоксирибоза).
ДНК — это долгая полимерная молекула, складывающаяся из повторяющихся блоков, нуклеотидов. Любой нуклеотид складывается из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы (остатка фосфорной кислоты). Связи между нуклеотидами в одной цепи ковалентные, они образуются за счёт фосфатной группы и дезоксирибозы. Говорят, что за счет ковалентных связей образуется «сахарофосфатный остов» молекулы.
Практически во всех случаях макромолекула ДНК складывается из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу; лишь кое-какие вирусы содержат одноцепочечную ДНК.
Размер генома обширно варьирует среди разных организмов
ДНК — это долгая полимерная молекула, складывающаяся из четырех типов мономеров, нуклеотидов[43].
Но что означает «долгая»? Протяженность ДНК из митохондрий человека — около 16.000 п.н. (пар нуклеотидов). Характерный размер ДНК вируса — около 100.000 п.н., бактерий — от 500.000 до 5.000.000 п.н. (это — размер одной молекулы ДНК). В геноме человека около 3.000.000.000 п.н., распределенных по 23 хромосомам. Это значит, что средняя протяженность молекулы ДНК из ядра людской клетки — более 100.000.000 п.н.!
Протяженность всех молекул ДНК двойного комплекта хромосом в одной клетке человека равна приблизительно 2 м. Тело взрослого человека состоит приблизительно из 5·101313 — 10·1013 клеток. Расчеты говорят о том, что неспециализированная протяженность молекул ДНК всех клеток одного человека около 1011 км, что приблизительно в тысячу раза больше расстояния от Земли до Солнца.
Образование связей между основаниями
Между азотистыми основаниями двух различных цепей образуются водородные связи, каковые удерживают совместно две цепи. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК стала называться «двойной спирали».
В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная спираль ДНК в живых организмах существует в различных формах. На рисунке (слева направо) представлены A, B и Z формы. Модель Крика и Уотсона предсказала существование самый распространенной В-формы
В ДНК видится четыре вида азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Азотистые основания одной из цепей соединены с азотистыми основаниями второй цепи водородными связями в соответствии с принципу комплементарности: аденин соединяется лишь с тимином, гуанин — лишь с цитозином.
Биологический закон, в соответствии с которым установлены количественные соотношения между азотистыми основаниями различных типов, назван правилом Чаргаффа в честь ученого биохимика Эрвина Чаргаффа, под управлением которого были обнаружены закономерности в соотношении нуклеотидов. Чтобы выяснить правильные количественные соотношения нуклеотидов, Чаргафф поделил нуклеотиды ДНК способом бумажной хроматографии. Ему удалось распознать три закономерности:
Число аденинов равно тиминов, а число гуанинов — числу цитозинов: А=Т, Г=Ц
Число пуринов равно пиримидинов: А+Г=Т+Ц
Число цитозина и аденина равно тимина и гуанина: А+Ц=Г+Т
Соотношение комплементарных нуклеотидов возможно разным у различных ДНК. В одних ДНК смогут преобладать пары аденин-тимин, а в других — гуанин-цитозин. На базе правила Чаргаффа возможно сделать вывод, что состав нуклеотидов в различных ДНК отличается только суммарным числом комплементарных оснований.
Cтроение двойной цепи ДНК
Каждое основание на одной из цепей связывается с одним определённым основанием на второй цепи. Такое своеобразное связывание именуется комплементарным. Пурины (основания, каковые складываются из двух колец и имеют более большие размеры — гуанин и аденин) комплементарны пиримидинам (цитозину и тимину, каковые складываются из одного кольца и меньше по размерам): аденин образует связи лишь с тимином, а цитозин — с гуанином. Именно поэтому любая пара оснований имеет «стандартные» размеры, а вся спираль ДНК сохраняет однообразный диаметр и регулярную структуру.
В двойной спирали цепочки кроме этого связаны посредством гидрофобных связей и стэкинга, каковые не зависят от последовательности оснований ДНК.
Последовательность нуклеотидов разрешает «кодировать» данные и образовывает генетический код. В первую очередь в ДНК закодирована информация о разных типах РНК. Для реализации наследственной информации самый ответственны информационные, либо матричные РНК (мРНК), рибосомальные РНК (рРНК) и транспортные РНК (тРНК). На информационную РНК «переписывается» содержащаяся в ДНК информация о последовательности аминокислот в белках.
Все эти типы РНК синтезируются на матрице ДНК за счёт копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, синтезируемой в ходе транскрипции, и принимают участие в синтезе белков (ходе трансляции).
В одной цепи ДНК последовательность нуклеотидов (порядок их чередования) возможно любым. Исходя из этого молекулы ДНК фактически вечно разнообразны. Различные виды живых организмов и различные особи одного вида различаются, например, порядком размещения нуклеотидов в ДНК. Комплементарность двойной спирали свидетельствует, что информация, содержащаяся в одной цепи, содержится и в второй цепи (порядок нуклеотидов одной цепи конкретно задает порядок размещения нуклеотидов в противоположной, комплементарной цепи). Такое «дублирование» информации крайне важно для удвоения ДНК, репарации (исправления повреждений в ДНК) и всех остальных функций ДНК в живых организмах.
Кроме кодирующих последовательностей, ДНК клеток содержит последовательности, делающие регуляторные и структурные функции. Помимо этого, в геноме эукариот довольно часто видятся участки, находящиеся в собствености «генетическим паразитам», к примеру, транспозонам.
Так как водородные связи не сильный, они легко разрываются и восстанавливаются. Цепочки двойной спирали смогут расходиться как замок-молния под действием ферментов — хеликаз. Разрыв водородных связей нужен для процессов удвоения ДНК.
Различные пары оснований образуют различное количество водородных связей. тимин и Аденин связаны двумя, а цитозин и гуанин — тремя водородными связями, исходя из этого на разрыв ГЦ-пары требуется больше энергии, чем на разрыв АТ-пары.
Две цепи одной спирали ДНК кроме этого расходятся (диссоциируют) при большой температуре. Процент ГЦ-длина и пар молекулы ДНК определяют количество энергии, нужной для разделения цепей: долгие молекулы ДНК с громадным содержанием ГЦ более тугоплавки.
Части молекул ДНК, каковые из-за их функций должны быть легко разделяемы, к примеру ТАТА последовательность в бактериальных промоторах, в большинстве случаев содержат много А и Т.
Расшифровка структуры ДНК (1953 г.) стала одним из поворотных моментов в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону, Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии 1962 г.
Различные типы молекул РНК делают разные функции в клетке[править]
Рибонуклеи?новые кисло?ты (РНК) — нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят остаток ортофосфорной кислоты, рибоза (в отличие от ДНК, содержащей дезоксирибозу) и азотистые основания — аденин, цитозин, урацил и гуанин (в отличие от ДНК, содержащей вместо урацила тимин). Эти молекулы находятся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах.
В клетках эукариот, как выяснилось за последние десятилетия, имеется множество различных типов молекул РНК, многие из которых ни при каких обстоятельствах не покидают ядра (мяРНК, малые ядерные РНК). Функции многих из них не известны. Другие малые РНК (к примеру, siРНК) участвуют в ходе РНК-интерференции.
Ключевую роль в ходе синтеза белка играются три типа РНК:
информационная РНК, либо иРНК (на данный момент её всё чаще именуют мРНК — от англ. messenger RNA, не смотря на то, что по-русски «м» чаще расшифровывают как «матричная»);
транспортная РНК, либо тРНК;
рибосомальная РНК, либо рРНК.
Все эти молекулы РНК, как и другие типы РНК, синтезируются на матрице ДНК и закодированы в особых генах. Гены, каковые кодируют иРНК, кодируют кроме этого и белки, потому, что иРНК содержит данные о последовательности аминокислот в одном либо нескольких белках. Гены, каковые кодируют другие типы РНК, не кодируют белков. Исходя из этого с современных позиций вернее определять ген как участок ДНК, кодирующий одну молекулу РНК (а не белок).
Белки, их функции[править]
-Без белка жить можно,- сообщил я,- а вот как он живет без потрохов?
-А вот товарищ Амперян говорит, что без белка жить запрещено,- сообщил Витька, заставляя струю дыма сигарет сворачиваться в смерч и ходить по помещению, огибая предметы.
-Я говорю, что жизнь- это белок,- возразил Эдик.
-Не чувствую отличия,- сообщил Витька.- Ты говоришь, что в случае, если нет белка, то нет и жизни.
А. и Б. Стругацкие «Понедельник начинается в субботу»
Мономеры белков — аминокислоты. химические свойства и Разнообразие аминокислот[править]
Структура аминокислоты с аминогруппой слева и карбоксильной группой справа. R — радикал (несколько атомов, разная у различных аминокислот)
Для синтеза белков употребляются двадцать стандартных аминокислот: конкретно они закодированы в ДНК триплетами генетического кода. Любопытно, что живые организмы применяют по большей части L-аминокислоты.
У некоторых организмов триплеты смогут кодировать и «неканонические», нестандартные аминокислоты (к примеру, селеноцистеин). Кое-какие аминокислоты смогут (в большинстве случаев при участии ферментов) химически модифицироваться по окончании синтеза белков, так что в составе «зрелых» белков обнаруживается более 20 разновидностей аминокислот.
Аминокислоты в большинстве случаев присутствуют в растворах в виде цвиттер-ионов и являются амфолитами. Амфолитами именуют молекулы, в структуре которых присутствуют как кислотные, так и главные группы, существующие в виде цвиттер-ионов при определённых значениях кислотно-щелочного баланса. Данный pH обозначается как изоэлектрическая точка молекулы.
Амфолиты образуют буферные растворы. Благодаря способности к выборочной ионизации они противодействуют трансформации pH при добавлении кислоты либо основания. В присутствии кислот они принимают на себя протоны, удаляя последние из раствора, и противодействуют увеличению его кислотности. При добавлении оснований амфолиты высвобождают ионы водорода в раствор, мешая возрастанию pH, и тем сохраняя его равновесие.
[44] Физическиe и химичeскиe cвойства аминокислот
Функции аминокислот разнообразны[править]
Аминокислоты играются наиболее значимую роль в обмене веществ.
Помимо этого, что аминокислоты являются мономерами для синтеза белков, они входят в состав некоторых небелковых веществ — муреина, некоторых антибиотиков и др. Глицин и глутаминовая кислота — серьёзные нейромедиаторы.
Выделяют пара уровней укладки протеиновых молекул[править]
Выделяют четыре главных уровня укладки протеиновых молекул (уровни структуры белка):
Первичная структура — последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
Вторичная структура — локальное упорядочивание фрагментов полипептидной цепи, стабилизированное гидрофобными взаимодействиями и водородными связями.
Третичная структура — пространственное строение полипептидной цепи; обоюдное размещение элементов вторичной структуры, стабилизированное разными типами связей.
Четверичная структура — обоюдное размещение нескольких полипептидных цепей в составе единого протеинового комплекса.
Уровни структуры белков: 1 — первичная, 2 — вторичная, 3 — третичная, 4 — четвертичная
Первичная структура белка — последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями[править]
Схематическое изображение образования пептидной связи (справа). Подобная реакция происходит в молекулярной машине по образованию белка — рибосоме
Молекулы белков являются полимерами , складывающиеся из мономеров — ?-L-аминокислот и, в некоторых случаях, из модифицированных аминокислот. По собственной структуре белки — линейные нерегулярные гетерополимеры. Это указывает, что полипептидные цепочки из аминокислот в большинстве случаев не ветвятся и не образуют колец, в их состав входят различные мономеры, и они смогут чередоваться в разной последовательности.
При образовании белка в следствии сотрудничества ?-аминогруппы (-NH2) одной аминокислоты с ?-карбоксильной группой (-СООН) второй аминокислоты образуются пептидные связи. Финиши белка именуют С- и N-финишем (в зависимости от того, какая из групп концевой аминокислоты свободна: -COOH либо -NH2, соответственно). При синтезе белка на рибосоме новые аминокислоты присоединяются к C-финишу, исходя из этого наименование пептида либо белка даётся путём перечисления аминокислотных остатков начиная с N-финиша.
Уровни организации живой материи
Интересные записи:
- Уровни женской власти и уровни отношений 6 глава
- Уровня смфп в области левой (s.) и правой (d.) миндалин (amygd.) в период 8 глава
- Ускорение. равноускоренное прямолинейное движение, графики
- Условия уверенности и спокойствия ребёнка — это систематичность, ритмичность и повторяемость его жизни, т. е. четкое соблюдение режима.