Специфические свойства ДНК

Молекула ДНК состоит из 2 полинуклеотидных цепей. При этом способность нуклеотидов к избирательному соединению в пары называется комплементарностью.

На свойстве комплементарности основана способность молекулы ДНК удваиваться. Процесс удвоения ДНК называется репликацией.

Репликация начинается с того, что двойная спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента. Постоянно к каждому из двух цепочек достраивается комплементарная ей половина из соответствующих нуклеотидов. В результате получаются две молекулы ДНК, у каждого из которых одна половина происходит от родительской молекулы, а другая является вновь синтезированной, то есть две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы. Способность ДНК к удвоению позволяет при делении клетки передать наследственную информацию во вновь образующиеся клетки.

АТФ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ КАТАЛИЗАТОРЫ И ДРУГИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ КЛЕТКИ.

Аденозинтрифосфат – это нуклеотид, который играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах и известен в первую очередь как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.

АТФ был открыт в 1929 г. Карлом Ломанном, а в 1941 Фриц Липман показал, что АТФ является основным энергии в клетке.

СТРУКТУРА АДЕНОЗИНТРИФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

АДЕНИН (азотистое основание)

РИБОЗА (моносахарид)

3 ОСТАТКА ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, Соединенных макроэнергетической связью

АТФ относится к так называемым макроэнергетическим соединениям, то есть к химическим соединениям, содержащим связи, при гидролизе которых происходит освобождение значительного количества энергии. Гидролиз макроэнергетических связей молекулы АТФ, сопровождаемый отщеплением одного или двух остатков фосфорной кислоты, приводит к выделению, по различным данным около 40 кДж/моль.

АТФ + H2O - АДФ + H3PO4 + энергия

АДФ + H2O - АМФ + H3PO4 + энергия

Высвобожденная энергия используется в разнообразных процессах, протекающих с затратой энергии.

В организме АТФ синтезируется из АДФ с использованием энергии окисляющихся веществ:

АДФ +H3PO4 + энергия - АТФ +Н2О

В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ. Так, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ проходит в среднем 2000-3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день), то есть запаса АТФ в организме практически не создается и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

Витамины – группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов.

Витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ. Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступает характерные и опасные патологические изменения в организме.

Большинство витаминов не синтезируется в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминоминеральных комплексов и пищевых добавок.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны два принципиальных патологических состояния: недостаток витаминов – гиповитаминоз (полное отсутствие витаминов – авитаминоз), и избыток витаминов – гипервитаминоз.

ВИТАМИНЫ
Жирорастворимые – А, D E F К	Водорастворимые – B C PP

Катализ– явление ускорения реакции без изменения ее общего результата.

Катализаторы– вещества, изменяющие скорость химических реакций, но не входящих в состав продуктов реакции.

Ферменты – биологические катализаторы.

Фермент= белок + кофермент (небелковое соединение)

МЕХАНИЗМ РАБОТЫ ФЕРМЕНТА

Фермент + субстрат = комплекс фермент и субстрат = фермент + продукт

ВИРУСЫ

Вирус – микроскопическая частица, способная инфицировать клетки живых организмов. Вирусы являются облигатными паразитами – они не способны размножаться вне клетки. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами, или фагами). Вирусы обладают наследственностью и изменчивостью.

Вирусы представляют собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в защитную белковую оболочку (капсид). Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты: либо ДНК, либо РНК.

Вирусы являются одной из самых распространенных форм существования органической материи на планете по численности: воды Мирового океана содержат колоссальное количество бактериафагов – около 10 в 11 степени частиц на миллилитр воды.

ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ВИРУСОВ

1. Мельчайшие размеры (проходят через бактериальные фильтры и не видны в оптический микроскоп).

2. Строгий паразитизм в клетках живого организма.

3. Отсутствие собственного обмена веществ.

4. Неклеточная форма жизни.

РАЗМНОЖЕНИЕ ВИРУСОВ

1 фаза – прикрепление вирусных частиц к клетке хозяина.

2 фаза – проникновение вируса внутрь клетки.

3 фаза – внутриклеточное размножение вируса.

4 фаза – выход новых вирусных частиц из клетки.

Вирусы, мельчайшие на Земле организмы, резко отличаются от других форм живого, так как не имеют клеточного строения. Их размеры 20 – 300 нм, поэтому они легко могут проходить через любые фильтры.

Существование вирусов было доказано в 1892 году русским ботаником Д.И. Ивановским. Все вирусы – внутриклеточные паразиты, в клетках живых организмов, проявляют все признаки живого. Распространены повсеместно.

В зависимости от продолжительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее функционирования различают 3 типа вирусной инфекции:

Вирусная инфекция
Литическая	Персистентная	Латентная
Образующиеся вирусы одновременно покидают клетку, при этом она разрывается и гибнет а вышедшие из нее вирусы поражают новые клетки	Новые вирусы покидают клетку хозяина постепенно, при этом клетка продолжает жить и делиться, производя новые вирусы	Генетический материал в хромосомы клетки и при ее делении воспроизводится и передается дочерним клеткам.

По строению различают 2 типа вирусов:

Простые: состоят из нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК и белковой оболочки (ВТМ)

Сложные: состоят из нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК, белковой оболочки, могут содержать липротеидную мембрану, углеводы и ферменты. (Вирус гриппа, герпеса)

В состав вирусов могут входить одноцепочечные или двухцепочечные ДНК или РНК.

Капсид защищает генетический материал вируса от действия ферментов и УФ излучения, и способствует осаждению вируса на клеточную мембрану, благодаря своим рецепторам, которые комплементарны рецепторам клеточной мембраны. Поэтому вирусы поражают строго определенных хозяев.

В 1915 г. Тоутом были открыты вирусы бактерий – бактериофаги. Они способны проникать в клетку бактерий и разрушать их.

Строение бактериофага
Головка	Полый стержень	Базальная пластинка
Внутри находится спираль ДНК	Окруженный чехлом из сократительного белка. За счет сократительной реакции происходит вспрыскивание ДНК в бактериальную клетку	На ней закреплены 6 нитей, спомощью которых бактериофаг осаждается на оболочку бактерий.