Биополимеры. Нуклеиновые кислоты.

Лекция№4 Химическая организация клетки.

План: Макро- и микроэлементы клетки. Неорганические соедине ния: вода, соли. Их роль в процессе обеспечения жизнедеятельности клетки.

Неорганические соединения.

Из 100 химических элементов в состав живых организмов входят около 80. Жизнь зародилась в Мировом океане.

Состав клеток человеческого организма:

Кислород 60%; Углерод 20%; Водород 10%

Азот, кальций, фосфор, хлор, калий, сера, натрий, магний 5%.

Остальные 0.1%

Элементы содержащиеся в малых количествах незаменимы. При недостатке йода задерживается рост и развитие детей.

В состав живых клеток входит ряд соединений, которые встречаются в неживой природе.

Вода. Все живые существа состоят из воды. У человека содержание воды от 20% до 85%.

2/3 массы человека состоит из воды.

Уникальные свойства воды определяются структурой ее молекул.

1.В молекуле воды один атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. Молекула воды полярна (диполь). Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, так как кислород электроотрицательнее водорода. Атом кислорода одной молекулой воды притягивается к положительно заряженному атому водорода другой молекулы с образованием водородной связи. Эта связь легко разрывается. В жидкой воде молекулы подвижны.

2. Вода растворитель других соединений. В водной среде клетки осуществляется множество химических реакций.

3.Обладает теплоемкостью, способностью поглощать теплоту. Предохраняет клетку от изменений темп.

4.Обладает высокой теплопроводностью

5.Является растворителем для «смазочных материалов».

6.Имеет максимальную плотность при 4 градусах. Лед легче воды.

Гидрофильные вещества – хорошо растворимые в воде (соли сахара, соли, аминокислоты)

Гидрофобные – в воде не растворяются (жиры).

Соли-ионные соединения образованы катионами калия, натрия, магния и иных металлов, анионами соляной, угольной, соляной, серной и фосфорной кислот. При диссоциации появляются катионы. Концентрация ионов на внешней поверхности клетки отличается от их концентрации на внутренней. Она создает разность зарядов на мембране. На внешней поверхности клеточ. Мембраны высокая концентрация ионов натрия, а на внутренней-калия. Разность потенциалов создает передачу возбуждения по нерву.

Ионы кальция и магния являются активаторами ферментов. Соляная кислота создает кислую среду в желудке.

Натриевые и калиевые соли служат составными частями минерального питания растений.

Биополимеры. Углеводы, липиды. В состав кл. входит множество органических соединений: углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и др.

Органическими веществами называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода.

Самым простым углесодержащим соединением являются углеводороды.

Биологические полимеры-это органические соединения, входящие в состав Кл. живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Полимер (много)-многозвеньевая цепь. Звено-мономер. Мономеры образуют цепь: А-А-А-А. Ьиополимеры-белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды.

Свойства биополимеров зависит от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер.Если соединить 2 типа мономеров А и Б, то можно получить большой набор.. Полимеры в молекуле которого периодически повторяется, называется регулярным., но есть и нерегулярные.

Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Глюкоза-простой сахарид С6H12O6. Несколько остатков простых сахаров соединяются между собой и образуют сложные сахара (молочный сахар в составе молока, который состоит из остатков простых сахаров дисахарид).

Тысячи остатков молекул одинаковых сахаров образуют биополимеры-полисахариды (крахмал у растений, гликоген у животных - аккумуляторы энергии)

Функции углеводов:

1) Энергетическая (в пищеварительном тракте крахмал расщепляется ферментами до мономерных звеньев.

2) Биополимеры и полисахариды – это вещества, в которых запасается используемая клетками энергия

3) Целлюлоза-клеточная стенка растений-высокопрочная. У жвачных животных целлюлозу расщепляют ферменты бактерий.

4) Структурная фен-я (в опорных тканях животных).

5) Есть полимеры сахаров, которые входят в состав Кл. мембран; они обеспечивают взаимодействие кл. типа узнавание.

Липиды-разнообразны по структуре они неполярны.

Жиры (липиды) представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде, они гидрофобны (от греч. Ьуйог — вода и рЬоЬоз — страх). В клетках всегда есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые липоидами.

Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5— 15% от массы сухого вещества. В клетках жировой ткани количество жира возрастает до 90%. Накапливаясь в клетках жировой ткани животных, в семенах и плодах растений, жир служит запасным источником энергии.

Важна роль жиров и как растворителей гидрофобных органических соединений, необходимых для нормального протекания биохимических превращений в организме.

Фунуции:

1.Энергетическая f

2.Могут накапливать в кл. и служить запасным питательным веществом

3.Защитную f

4.Некоторые являются гормонами-участие в регуляции

5.липиды содержащие остаток фосфорной кислоты (фосфолипиды)-структурная f.

Органические вещества.

План: Органические вещества. Белки, строение и функции. Ферменты. Углеводы и жиры - структурные элементы клетки и источники энергии. Нуклеиновые кислоты. ДНК - химический состав, строение, удвоение ДНК, биологическая роль. РНК, АТФ - структура, синтез, биологиче ские функции. Роль белков - ферментов в синтезе ДНК и РНК.

Биополимеры

Белки.

В состав этих биополимеров входят мономеры 20 типов называются аминокислотами потому, что содержат аминогруппу. Каждая из 20 аминокислот имеет одинаковую часть (-CH-C00H) и отличается R-группой или рабдикалом.

│

NH2

Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь-пептидная.

Соединение состоящее из большого числа аминокислот, называется полипептидом.

Строение белков.

Выделяется первичная, третичная и четвертичная структуры.

1. Первичная определяется порядком чередования аминокислот в полипептидной цепи. 20 аминокислот дают всевозможные сочетания. Замена даже одного аминокислотного звена меняет ее свойства. Порядок чередования аминокислот определяет особые физико-химические свойства.

2. Молекулы белков-вытянутая нить-спираль-вторичная структура. Но и ее часто недостаточно для приобретения характерной биологической активности.

3. Часто только молекула, обладающая третичной структурой, может выполнять роль катализатора или любую другую. Между группами N-H и C-O, расположенными на соседних витках возникают водородные связи. Они слабее ковалентных. В результате взаимодействия различных остатков аминокислот спирализованная молекула белка - спираль свернута в клубок –третичная структура. Третичная зависит от первичной.

Многие белки, обладающие третичной структурой, могут выполнять свою биологическую роль в клетке. Однако для осуществления некоторых функций организма требуется участие белков с еще более высоким уровнем организации.

Такую организацию называют четвертичной структурой. Она представляет собой функциональное объединение нескольких (двух, трех и более) молекул белка, обладающих третичной структурной организацией. Пример такого сложного белка — гемоглобин. Его молекула состоит из четырех связанных между собой молекул. Другим примером может служить гормон поджелудочной железы — инсулин, включающий два компонента. В состав четвертичной структуры некоторых белков включаются помимо белковых субъединиц и разнообразные небелковые компоненты. Тот же гемоглобин содержит сложное гетероциклическое соединение, в состав которого входит железо.

Свойства белка. Белки, как и другие неорганические и органические соединения, обладают рядом физико-химических свойств, вытекающих из их структурной организации. Это во многом обусловливает функциональную активность каждой молекулы.

Функции белков.

1.Строительные материалы. Некоторые бактерии и все растения способны синтезировать се аминокислоты, из которых стрятся белки, используя для этого неорганические вещества : азот и углекислый газ воздуха. Белки являются обязательным компонентом всех клеточных структур.

2. Ферменты-биологические катализаторы или ускорители реакций. Жиры расщепляются специальным ферментом. Ферменты выполняют работу только при определенной температуре.

3.Регуляторные белки. Часть гормонов являются белками. Инсулин (в поджелудочной железе) активирует захват Кл. молекул глюкозы и расщепление или запасание их внутри Кл. Если не хватает инсулина, то глюкоза накапливается в крови в избытке. Причина диабета – недостаток инсулина.

4.Средства защиты. На попадание бактерий вырабатываются в организме антитела. На чужеродный белок антиген организм вырабатывает «антибелки»-антитела. Такой механизм называется иммунитетом.

Для предупреждения болезни вводят вакцины

5.Источники энергии для Кл.

Биополимеры. Нуклеиновые кислоты.

ДНК- дезоксирибонуклеиновая кислота и РНК- рибонуклеиновая кислота. Эти биополимеры состоят из мономеров-нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из 3 компонентов, соединенных химическими связями. Нуклеотиды входящие в состав РНК содержат пятиуглеродный сахар – рибозу; одно из 4 органических соединений – азотистые основания- аденин, гуанин, цитозин, урацил. (А,Г,Ц,У); остаток фосфорной кислоты.

Нуклеотиды входящие в состав ДНК, содержат пятиуглеродный сахар-дезоксиребозу; одно из 4 азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А,Г,Ц,Т).

Нуклеотиды соединяются в длинные цепи. Остов цепи-остатки сахара и фосфорной кисоты, а боковые группы-азотистые основания.

ДНК – из 2-х нитей связанные водородными связями – двойная спираль.

А-Т; Т-А; Г-Ц; Ц-Г

Эти пары называют комплементарными основаниями. Нити которые расположены комплеметнтарно друг к другу называются комплементарными нитями. Модель предложил Уотсон Дж. Молекулы ДНК носители наследственной информации.

Виды РНК. Информация о строении белка передается в цитоплазму особыми молекулами РНК информационными с помощью рибосом-идет синтез белка В синтезе белка принимает участие транспортная РНК-подносит аминокислоты к месту образования белковых молекул-рибосомам.

РНК-одна нить. Вместо дезоксирибозы содержит рибозу.

АТФ.

Конечным продуктом биосинтеза называют органические соединения, которые играют самостоятельную роль

Аденозинтрифосфорные кислоты

Адениловый нуклеотид, к которому присоеденены 2 остатка фосфорной кислоты- аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Энергию АТФ Кл. Используют для процессов биоситеза. АТФ-аккумулятьр энергии.

Конечным продуктом биосинтеза вещества играют важную роль процессов развития организма. Адреналин-гормон тревоги и стресса.

Витамины.

С (аскорбиновая кислота) синтезируется в кл. животных, растений. Человек не синтезирует.

Большинство известных витаминов становятся составными частями ферментов.

Недостаток витаминов вызывает заболевания- авитаминоз. Д-рахит, С-цинги.

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 164; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!