Характеристика и значение белковых веществ и нуклеиновых кислот

аминокислоты

характеристика белков

структура белков

свойства белков

строение нуклеиновых кислот (ДНК, РНК)

значение нуклеиновых кислот

 

1) Аминокислоты - этоорганические (карбоновые) кислоты, содержащие, какправило, однуилидвеаминогруппы (-NH2).

 

Аминокислоты - этобесцветныекристаллическиетвердыевещества. Обычноонирастворимывводеинерастворимыворганическихрастворителях. Вживыхклеткахвпроцессеметаболизмасинтезируетсямножествомакромолекул. Этобелки, нуклеиновыекислоты, полисахаридыидругиевещества. Ониявляютсякомпонентамиразличныхфизическихструктур, ферментов, гормонов, мембранныхрецепторов, носителямигенетическойинформации. Этимакромолекулыпредставляютсобойбиополимеры, построенныеизэлементарныхединиц - мономеров. Внуклеиновыхкислотахтакимимономерамиявляютсянуклеотиды, всложныхполисахаридах - сахараиихпроизводные, вбелках - аминокислоты. Белкипомимоаминокислотмогутсодержатьидругиекомпоненты. Вместестем, трехмернаяструктурабелков, ихсвойстваифункцииопределяютсявпервуюочередьсоставомаминокислот, порядкомихчередованиявполипептидныхцепяхбелка, ихвзаимнымпространственнымрасположением. Аминокислоты, являясьструктурнымиединицамибелков, выполняютворганизмемногодругихважныхфункций.

 

2) Белки – это высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот. В создание белков участвует 20 аминокислот. Белкисоставляют 50% отсухоймассыживыхорганизмов. Укаждойаминокислотыестьаминогруппаикислотная (карбоксильная) группа, привзаимодействиикоторыхполучаетсяпептиднаясвязь, поэтомубелкиещеназываютполипептидами.

 

Белки выполняют важные функции в организме:

Ø Каталитическая – практически все химические реакции, протекающие в животной клетке, катализируются специфическими веществами, называемыми ферментами. По химической природе все ферменты являются белками.

Ø Структурная – белки составляют 1/5 част, или 20% массы тела. Коллаген – структурный белок соединительной ткани.

Ø Энергетическая – при полном распаде 1 г белка выделяется 17,15 кДж (4,1 ккал) энергии, что указывает на их способность участвовать в обеспечении организма энергией. Однако использование белков для этих целей происходит только в том случае, когда отмечается недостаток основных источников энергии – углеводов и жиров.

Ø Транспортная – определенная группа белков крови обладает способностью взаимодействовать с различными соединениями и переносить их. Так транспортируются в организме нерастворимые в воде вещества (ионы, металлы, газы) или токсические продукты (билирубин, жирные кислоты и др.). Примером транспортных белков могут служить гемоглобин (переносящий кислород и углекислый газ), трансферрин (белок транспортирующий железо), липопротеиды – сложные белки транспортирующие липиды.

Ø Защитная – в процессе эволюции выработались механизмы узнавания и связывания «чужих» молекул с помощью специфических белков (антител).

Ø Регуляторная – определенные белки являются гормонами, участвуют в регуляции разнообразных процессов, протекающих в организме. Белки участвуют в регуляции важных констант крови: создают онкотическое давление крови; входят в состав буферных систем, влияют на кислотно-основное равновесие крови.

Ø Участие белков в процессах наследственности, т.е. хранении и передачи генетической информации. Эта функции выполняется сложными белками – нуклеопротеидами.

Ø Сократительная – важным признаком живого является подвижность. В основе ее лежит сократительная функция белков.

Ø Гемостатическая функция – белки участвуют в образовании тромба и предотвращении кровотечения.

 

3) Структура белка

 

Первичная – цепочкаизаминокислот, связанныхпептиднойсвязью (сильной, ковалентной). Чередуя 20 аминокислотвразномпорядке, можнополучатьмиллионыразныхбелков. Еслипоменятьвцепочкехотябыоднуаминокислоту, строениеифункциибелкаизменятся, поэтомупервичнаяструктурасчитаетсясамойглавнойвбелке.

Вторичная – спираль. Удерживаетсяводороднымисвязями (слабыми).

Третичная – глобула (шарик). Четыретипасвязей: дисульфидная (серныймостик) сильная, остальныетри (ионные, гидрофобные, водородные) – слабые. Формаглобулыукаждогобелкасвоя, отнеезависятфункции. Приденатурацииформаглобулыменяется, иэтосказываетсянаработебелка.

Четвертичная – имеетсянеувсехбелков. Состоитизнесколькихглобул, соединенныхмеждусобойтемижесвязями, чтоивтретичнойструктуре. (Например, гемоглобин.)

4) Свойствабелков

1. Разнаярастворимостьвводе. Растворимыебелкиобразуютколлоидныерастворы.

2. Гидролиз - поддействиемрастворовминеральныхкислотилиферментовпроисходитразрушениепервичнойструктурыбелкаиобразованиесмесиаминокислот.

3. Денатурация - частичноеилиполноеразрушенияпространственнойструктуры, присущейданнойбелковоймолекуле. Денатурацияпроисходитподдействием:

- высокойтемпературы

- растворовкислот, щелочейиконцентрированныхрастворовсолей

- растворовсолейтяжёлыхметаллов

- некоторыхорганическихвеществ (формальдегида, фенола)

- радиоактивногоизлучения

5) Нуклеиновыекислоты. ДНК. РНК. Нуклеотиды. Строениенуклеотидов. Нуклеиновыекислоты, какибелки, необходимыдляжизни. Онипредставляютсобойгенетическийматериалвсехживыхорганизмоввплотьдосамыхпростыхвирусов. Название «нуклеиновыекислоты» отражаеттотфакт, чтолокализуютсяониглавнымобразомвядре (nucleus — ядро). Приспецифическомокрашиваниинануклеиновыекислотыядрабываюточеньхорошовиднывсветовоммикроскопе. ВыяснениеструктурыДНК (дезоксирибонуклеиновойкислоты) — одногоиздвухсуществующихтиповнуклеиновыхкислот — открылоновуюэпохувбиологии, таккакпозволило, наконец, понять, какимобразомживыеорганизмыхранятинформацию, необходимуюдлярегулированияихжизнедеятельностиикакимобразомпередаютэтуинформациюсвоемупотомству. Вышемыужеотметили, чтонуклеиновыекислотысостоятизмономерныхединиц, называемыхнуклеотидами. Изнуклеотидовстроятсячрезвычайнодлинныемолекулы — полинуклеотиды.

Нуклеотиды. СтроениенуклеотидовМолекулануклеотидасостоитизтрехчастей — пятиуглеродногосахара, азотистогооснованияифосфорнойкислоты. Сахар, входящийвсоставнуклеотида, содержитпятьуглеродныхатомов, т. е. представляетсобойпентозу. Взависимостиотвидапентозы, присутствующейвнуклеотиде, различаютдватипануклеиновыхкислот — рибонуклеиновыекислоты (РНК), которыесодержатрибозу, идезоксирибонуклеиновыекислоты (ДНК), содержащиедезоксирибозу. Вдезоксирибозе — ОН-группапри 2-матомеуглеродазамененанаатомН, т. е. внейнаодинатомкислородаменьше, чемврибозе. Вобоихтипахнуклеиновыхкислотсодержатсяоснованиячетырехразныхвидов: дваизнихотносятсякклассупуриновидва — кклассупиримидинов. Основнойхарактерэтимсоединениямпридаетвключенныйвкольцоазот. Кчислупуриновотносятсяаденин (А) игуанин (Г), акчислупиримидинов — цитозин (Ц) итимин (Т) илиурацил (У) (соответственновДНКилиРНК). Тиминхимическиоченьблизоккурацилу (онпредставляетсобой 5-метилурацил, т. е. урацил, вкоторому 5-гоуглеродногоатомастоитметильнаягруппа). Вмолекулепуриновимеетсядвакольца, авмолекулепиримидинов – одно.

6) Значениенуклеиновыхкислот. Хранение, переносипередачапонаследствуинформацииоструктуребелковыхмолекул. СтабильностьНК- важнейшееусловиенормальнойжизнедеятельностиклетокицелыхорганизмов. ИзменениеструктурыНК- изменениеструктурыклетокилифизиологическихпроцессов- изменениежизнедеятельности.

14. Charakteristikaenzymů


stavbaenzymů

rozděleníenzymů

významenzymů