Тыныс алу тізбегіндегі электрон тасмалдаушы ферменттер

Гликолиз

Гликолиз (грек,glykys-тәтті,lysis-еру)-адам мен жануарлар организимдеріндегі арнайы ферменттердіңә әсерінен оттегсіз ортада көмірсулардың негізінен глюкозаның ыдырау процесі.Жануарлар организміндегі гликолиздің соңғы өнімі-сүт қышқылы.Гликолиз нәтижесінде бөлінген қуат (энергия) организмнің тіршілігі үшін пайдаланылады.Гликолиз организмдегі тыныс алу және ашу процестерімен тікелей байланысты.

Гликолиз-көп сатылы күрделі процесс,ол екі кезеңнен тұрады.Атап айтқанда:

1.Дайындық кезеңі

2.АТФ түзілетін кезең

Гликолиздің дайындық кезеңі жасуша цитоплазмасында жүреді.Мұнда арнайы ферменттердің әсерімен энергиясы мол органикалық заттар энергиясы аз қарапайым заттарға дейін ыдырайды.Мысалы,көмірсулар-моносахаридтерге,майлар-май қышқылы мен глицеринге,нуклеин қышқылдары-нуклеотидтерге,ақуыз-аминқышқылдарына ыдырайды.Бұл заттар келесі жүретін реакциялардың бастамасы ретінде қолданылады.

 

 

8 Аэробтық ағзалардың митохондриядағы тотығу үрдісі

Аэробтық ағзалар, аэробтар (гр. αηρ — ауа және βιοζ — тіршілік) – молекулалық бос оттек (О2) бар ортада тіршілік етіп, дами алатын организмдер.

Аэробтық ағзаларға барлық өсімдіктер, көптеген қарапайымдылар мен көп клеткалы жануарлар, саңырауқұлақтар, микроорганизмдер жатады. Оттектің (О2) қатысуымен жүретін биологиялық процесті аэробиоз деп атайды. Аэробтық ағзалар өз ағзаларсына енген О2-нің тотығуынан пайда болған энергияны пайдаланады. Олар облигатты аэробтық ағзалар және факультативті аэробтық ағзалар болып 2 топқа бөлінеді. Облигатты аэробтық ағзалар тотығу реакциясы кезіндегі энергияны пайдаланады, мысалы, сірке қышқыл бактериялары этил спиртін сірке қышқылына дейін, ал кейбір зең саңырауқұлақтары қанттарды лимон, қымыздық, глюкон қышқылдарын түзгенге дейін тотықтырады.

Факультативті аэробтық ағзалар тобына оттектің бар-жоғын талғамай тіршілік ететін организмдер жатады, мысалы, күкірт, темір бактериялары оттекті нитраттардан, сульфаттардан, т.б. қосылыстардан алады. Аэробтық ағзалардың арасында ең маңыздысы фотосинтез процесіне қатысатын ағзалар – цианобактериялар, балдырларжәне түтікті өсімдіктер. Аэробтық ағзалар табиғатта кеңінен таралған және ондағы зат айналымына үлкен әсерін тигізеді, мысалы, қарапайым аэробтық ағзалар топырақтағы күрделі органикалық қосылыстарды өсімдіктердің жақсы сіңіруіне көмектесіп, топырақтағы түрлі ауру қоздыратын бактерияларды жояды. Аэробтық ағзаларды өндірісте сірке суын алуға, ауыл шаруашылығында, т.б. қолданылады. Аэробтық ағзалардың тіршілігіне ауаның құрамындағы оттектің белгілі мөлшері мен қысымы қажет, егер осы жағдай шамадан тыс өзгерсе, олар өліп қалады

Митохондрияның басты қызметі — аэробты тыныс алуды жүзеге асыру. Бұл процесс нәтижесінде органикалық қышқылдар ауадағы оттекпен CO, және Н90 түзілгенше тотығады, ал бөлініп шыққан энергия АТФ молекулалары ретінде қорға жинақталады. АТФ молекулалары тірі жасушадағы әмбебап энергия көзі болып табылады. АТФ ыдыраған кезде көп мөлшерде әнергия бөлініп, ол жасушадағы әр түрлі заттардың синтезіне, дене температурасын қалыпты сақтауға қажетті жылудың пайда болуына және басқа да физиологиялық процестерге жұмсалады. Митохондрияда жүретін биохимиялық процестер "Зат және энергия алмасу" тарауында қарастырылады.

Бір жасушада 50-ден 5000-ға жуық митохондриялар кездеседі. Олардық пішіні таяқша, жіп және түйіршік тәрізді болып келеді де, жасушалардың "энергетикалық станциясы" деп аталады.

9. Нәруыз молекуласындағы аминқышқылдары аспаргин қышқылы – аланин-метионин-валин ретімен орналасқан. Осы аминқышқылдарын кодтайтын ДНК молекуласының құрылымы қандай?

Генетикалық кодтың құпиясы неде? ДНҚ-ның тізбегінде төрт түрлі нуклеотидтермен жазылған нақты бір белоктың аты сол белоктың гені болып табылады. Ал енді ДНҚ-дағы нуклеотидтік "әріп" қалай құрылган? Генетиктердің, биохимиктердің, цитологтар мен басқа да мамандардың күш салуы арқасында қазіргі уақытта генетикалық кодтың негізгі белгілері айқын болды.

Ф. Крик бастаған ғалымдар 50-60 жылдары жүргізген зерттеулерінің нәтижесінде әр амин қышқылына ДНҚ-дағы үш негіз үйлесімі сәйкес келетінін (сол үш нуклеотид амин кышқылының аты болып табылады) ашты. Оны кодон деп атады. Бір объектіні басқа объектілердің жәрдемімен бейнелеуді кибернетикада кодпен жазу деп атайды. Белок құрамына 20 түрлі амин қышқылы кіреді. Сондықтан нуклеотидтік құрылысы бір-біріне ұқсамайтын 64 кодон алуға болады (43 =64). Артық 44 кодонның не керегі бар? Біріншіден, амин қышқылдарының әрқайсысына бірнеше кодон сәйкес келеді, екіншіден, үш кодон ешбір амин кышқылына сәйкес келмейді, олар мәнсіз (нонсенс) кодондар - УАА, УАГ және УГА ДНҚ-дағы АТТ, А ТЦ жөне АЦТ сәйкес. ДНҚ-дағы гендер осындай мәнсіз кодондармен бітеді және соның нәтижесінде кодондармен жазылған белоктың "аты" тиянақты болып шығады. Амин қышқылдарының кодондық белгілері тікелей ДНҚ-да анықталған жоқ. Ол үшін геннің дәл көшірмесі болып табылатын и-РНҚ-ның қызметі пайдаланады. ДНҚ- дағы геннің нуклеотидтік құрамын сәйкес нуклеотидтермен (Г-ның орнына ол урацилді (У) қолданады) өз бойына жазып алған соң и-РНҚ сол хабармен белок жасайтын рибосомаға келеді.

ДНҚ (дезоксирибонуклеин қышқылы) нуклеотидттері-дезоксирибозадан, азоттық негіздерден, 1 фосфаттан (монофосфат) кұралған, олардың АМФ, д ГМФ, д ЦМФ, д ТМФ деп атайды. ДНҚ молекуласы қосширатпалы болып келеді (Ф. Крик, Д.ж. Уотсон). Оның алғашқы, екінші реттік, үшінші реттік құрылыстары белгілі. ДНҚмолекуласының алғашқы құрылысы-бір жіпшеде нуклеотидгердің (А, Г, Ц, Т) бірізділікпен тізбектеліп орналасуы болып табылады. ДНҚ алғашқы құрылысы фосфодиэфирлік байланыс арқылы тұрақтанады, яғни бір жіпшедегі нуклеотидтер бір-бірімен фосфаттық топ және қанттың гидроксил тобы арқылы байланысқан. ДНҚ молекуласының екінші реттік кұрылысы оның екі жіпшесіндегі азоттық негіздердің бір-бірімен сутектік байланыс арқылы комплиментарлы байланысуы (А-Т; Г-Ц) болып табылады. ДНҚ жіпшелері полярлы болады, яғни оның 5' және З1 ұштары белгілі. ДНҚ молекуласының қосширатпасы (тізбектері) бір-біріне антипараллель орналасқан;

ДНҚ молекуласының 3 реттік құрылысы ретінде оның ақуыздармен (гистондық ақуыздармен) байланысын айтуға болады. Хромосома ақуыздарының 60-80 пайызын негіздік және гидрофобтық аминқышқылдар (аргинин, лизин, валин, т.б.) көптеп кездесетін гистондық ақуыздар құрайды. Гистондық ақуыздар ДНҚ-мен негіздік радикалдар көмегі-мен, ал өзара гидрофобтық радикалдар арқылы әрекеттеседі. Хромосомаларда ДНҚ молекуласы гистондық ақуыздармен байланысып нуклеогистон құрайды, ол хроматин жіпшесі ретінде белгілі. Хроматин жіпшесінің тірегін нуклеосома денешіктері құрайды. Ол 4 түрлі гистондық ақуыздардың-гистон Н2А, гистон Н2в, гистон 3, гистон 4-(Н2а, Н,в, Н,, Н4) қос молекуласынан құрылған. Осындай әр бір денешікті ДНҚ молекуласы екі рет ширатылып оралады және оның ұзындығы 140 н.ж. тең. Нуклеосома денешіктері бір-бірімен тығыз жабысып орналаспай біршама алшақтау орналасқан.

10. Лимон қышқылы циклындағы ацетат тобының тотығуы

Лимон қышқылы - суда жақсы еритін түссіз кристалдар. Ол лимонда, қарақатта, итбүлдіргенде, шетен жидегінде, қызылшада болады. Оны жеміс суларына, кәмпиттерге, дәрі-дәрмектерге үстеме ретінде және тамақ (қайнатпа, кисель, қырыққабат сорпасы, балық және т.б.) дайындағанда пайдаланады.

Қанттың лимон қышқылына дейін тотығуы зең саңырауқұлақтарының, соның ішінде аспергиллус нигердің қатысуымен жүреді. Бұл микроорганизмдерді қанттан техникалық жолмен лимон қышқылын өндіруге қолданады. Соңғы кездерде лимон қышқылы жемістерден алынатын еді. оларда небәрі 7-9 проценттей лимон қышқылы болады. Ал елімізді лимон қышқылымен қамтамасыз ету үшін біраз мөлшерде жемісті өндеу қажет болар еді. бұл экономикалық жағынан тиімсіз. Лимон қышқылын алу үшін алдымен аспергиллус нигер саңырауқұлағын қурамында 20% қанты бар, 0,3% азот қышқылы, аммоний тұзы бар қоректік ортада – 30-32°-та өсіреді. Екі тәуліктен соң бұл ортаның бетінде саңырауқұлақ қалын қыртыс түзе өседі. Осы кезде оның астындағы қоректік ортаны ағызып алады да, саңырауқұлақты қайнатып, суытылған сумен тазалап жуады. Бұл ыдысқа таза, алдын – ала қайнатылған, құрамында басқа қоректік заттар жоқ, таза қант ерітіндісін құяды. Міне, енді саңырауқұлағы бар қант таза лимон қышқылын түзе бастайды. Қанттың жалпы мөлшерінің 50-60% лимон қышқылына айналады. Бұдан әрі лимон қышқылы тазартылып тиісті мақсатқа жұмсалады.

11.Митохондрияның ішкі мембранасындағы электрон тасымалдаушы фермент

Митохондриялар (грекше митос — жіп және хондрион — түйіршік) — жіпше және түйіршік тәрізді органоид. Ол автотрофты және гетеротрофты организмдердің цитоплазмасында кездеседі. Митохондрияларды ең бірінші 1850 жылы P. А. Келликер жәндіктердің Бұлшық еттерінен байкады, оған «сарқосома» деген термин берді (Бұлшық еттегі митохондрияларды осы кезге дейін осылай атап жүр). Альтман (1890 жылы) арнаулы бояулар арқылы митохондриялардың анық көрінетінін дәлелдеп, оларды «биобластылар» деп атады. Бенде 1898 жылы Бұл органоидка митохондриялар деген ат берді. Михаэлис тірі жасушалардың митохондрияларын жасыл янус бояуымен бояп, олардың жасушадағы тотығу процестерімен байланысы бар екенін атап көрсетті.

Митохондрияиың сыртқы мембранасы көрсеткіштері жағынан эндоплазмалық торға ұқсас. Сыртқы мембранада және мембрана аралық кеңістікте тотығу процесіне қатысатын ферменттер аз болады. Сонымен митохондриядағы ферменттер клетканың тыныс алуына қажетті ферменттер болып табылады. Митохондрияның матриксінде «Кребс» цикліне қатысатын ферменттер шоғырланады. Ішкі мембранасында электрондарды тасымалдайтын тізбек және фосфорландыру процесіне қатысатын тасымалдау ферменттері (АДФ-тен АТФ) орналасады. Митохондрияда органикалық субстраттардың тотығуы және АДФ фосфорлануы нәтижесінде АТФ синтезделеді, сондықтан да митохондрияны клетканың күш беретін стаициясы деп атайды. Клеткадағы тотығу және энергия жинау процестері бірнеше кезеңмен жүреді. Митохондрияның негізгі қызметі − энергия көзі − АТФ молекуласын синтездеу

13 Тотығып фосфорлану реакциясы

Аденозиндифосфат (АДФ) — аденозиннен және фосфор қышқылының 2 қалдығынан тұратын нуклеотид. АДФ органикалық заттардың тотығуы нәтижесінде бөлінген бос химиялық қуатты (энергияны) пайдаланып, бейорганикалық фосфатпен фосфорлану реакциясына түсіп, аденозинтрифосфатты — АТФ-ті (бос энергияны жинақтаушы қосылыс) түзеді. Фосфорлану реакциясы жасушаның жалпы органеллаларының бірі — митохондрияларда жүреді.

14сұрақ Митохондрияның құрамына енетін белоктардың көпшілігі — тотығу процесін қамтамасыз ететін, матриксінде және ішкі мембраналарына орналасқан ферменттер. Митохондриялардың қызметі осы ферменттерге байланысты.

Митохондрияның сыртқы мембранасының кұрамындағы белоктар 20% болса, ал ішкі мембранасында 75%-ке дейін жетеді, мұның өзі оның басқа клетканың мембраналарына карағанда ерекшелігін көрсетеді. Митохондрияиың сыртқы мембранасы көрсеткіштері жағынан эндоплазмалық торға ұқсас. Сыртқы мембранада және мембрана аралық кеңістікте тотығу процесіне қатысатын ферменттер аз болады. Сонымен митохондриядағы ферменттер клетканың тыныс алуына қажетті ферменттер болып табылады. Митохондрияның матриксінде «Кребс» цикліне қатысатын ферменттер шоғырланады. Ішкі мембранасында электрондарды тасымалдайтын тізбек және фосфорландыру процесіне қатысатын тасымалдау ферменттері (АДФ-тен АТФ) орналасады. Митохондрияда органикалық субстраттардың тотығуы және АДФ фосфорлануы нәтижесінде АТФ синтезделеді, сондықтан да митохондрияны клетканың күш беретін стаициясы деп атайды. Клеткадағы тотығу және энергия жинау процестері бірнеше кезеңмен жүреді.

Ішкі мембранасының қалыңдығы да 7 нм, митохондрияларның ішкі құрамын немесе матриксті қоршап тұрады. Ішкі мембрана клетканың қуат қондырмасының шын мағынасындағы жүрегі, оның энергия генераторы. Ішкі мембранада тыныс тізбегі және онымен байланысты фосфорлау системасы болады. Мембраналар арасында ені 6-8 нм мембраналар аралық кеңістік болады. Ішкі мембранадан тарақтың тісі тәрізді өсінділер тарайды. Оларды кристалара дейді. Кристалардың ара-қашықтығы 10-20 нм. Кристалардың саны клеткаларда бірдей бола бермейді. Егеуқұйрықтың бауыр клеткалары митохондриялық кристаларының саны онша көп болмайды, әдетте олар митохондрияларының ұзындығына перпендикуляр орналасады. бүйректің митохондрияларында кристалар өте көп болады және олар көлденең орналасқан. Митохондриялардың көпшілігінің кристалары көлденең орналасады. сүтқоректілердің орталық нерв системасы нейрондарында кристалар ұзындығына параллель жатады. Кейде бір митохондрияның өзінде кристалар түрліше орналасуы мүмкін. Кристалардың формасы да түрліше болады. Парамецияларда, кейбір өсімдіктер мен жануарлар клеткаларында кристалардың формасы түтік тәрізді болса, кейбір насекомдар бұлшықетінің клеткаларында тор тәрізді болады. Кристалардың бір формасы басқа бір формасына ауысуы мүмкін, кейде мүлде жойылып та кетеді. Мысалы, ашытқылар анаэробты жағдайда дамыса,кристалар толықтай редукцияға ұшырайды, ал аэробты жағдай қайтадан қалпына келсе, кристалар да қалпына келеді. Кристалар митохондриялық мембраналар ауданын арттырады. Кристалардың саны мен жетілу дәрежесі ұлпаның функциялық активтілігіне тәуелді. Өсімдік клеткалары митохондрияларында кристалар аз болады, ал өсімдіктің секрет бөлуші клеткаларында кристалардың саны жануарлардың осы сияқты клеткалары митохондрияларындағы кристалар санынан кем болмайды. Митохондриялардағы кристалардың саны клетканың энергия қажетінің көрінісі.

15сұрақ АТФ-синтетеза ферментінің атқаратын қызметі

АТФ (Аденозинүшфосфорқышқылы) — энергитикалық нуклеотид. Бұл – тірі жасушадағы негізгі энергия заты. Оның рөлі мен қасиетін ақырына дейін түсіну үшін АТФ молекуласының құрылысын білу керек. Бұл – жалғыз нуклеотид. Ол РНҚ тізбегіндегі нуклеотидтерге ұқсас, өйткені оның құрамында қант – рибоза болады. Азотты негізі – аденин. Негізгі айырмашылығы мынада: АТФ-да фосфор қышқылының бір қалдығының орнына рибозаға бірінен соң бірі үш қалдық қосылады, сондықтан «үшфосфат» аталған.

АТФ негізгі биологиялық энергия жинақтау қызметін атқаруға фосфор қалдықтарының арасындағы химиялық байланысқа мүмкіндік жасайды. Ол молекуладан «үзілген» кезде энергия бөлінеді.Сонымен бірге бөлінген энергия тірілік үдерістеріне - бұлшықет жиырылуына, зат синтездеу немесе жүйке серпінділігіне пайдаланылады. Егер жасушада энергия (құнарлы заттардың ыдырау үдерісінде) пайда болса, онда АТФ-ты оңай қалпына келтірудің қайтымды үдерісі жүреді.

АТФ – ағзалардың бүкіл пайдалы энергиясы іс жүзінде сол арқылы «өтетін» зат. Бүкіл тіршілік үдерістері негізіне жататын химиялық реакциялардың жасушада жүзеге асуына жылу, механикалық, өзге де ешқандай энергия түрі пайдаланылмайды. АТФ-ны «жасушалардың энергетикалық нарқы» деп жиі айтатыны сондықтан болса керек. Заттар ыдырау арқылы энергиясын АТФ синтезіне береді. Осыған қатарласа ағзамен және жарғақша арқылы биосинтездің, өсудің, бұлшықет жиырылуының, жүйке серпілісінің заттар тасымалдауды және өзге де көптеген тіршілік үдерістері жүреді. Осы үдерістердің барлығына тек АТФ-ның ыдырау энергиясы ғана шығындалады. АТФ-ның бір молекуласы тәулігіне 2-ден 3 мың рет ыдырап, қосыла алады.

Тыныс алу тізбегіндегі электрон тасмалдаушы ферменттер

Тыныс алу туралы ілімнің негізін қалаушылар М.В. Ломоносов (1775) және А. Л. Лавуазье (1777) болып саналады. Олар жану дегеніміз жанатын дененің ауа оттегісімен қосылуы- деп атап көрсетті. Сондықтан,заттардың оттегімен қосылуын тотығу, ал ажырауын тотықсыздану деп атады. Бұндай реакциялардың тірі организмдерде де өтетіндігі кейінрек анықталды. Олар биологиялық тотығу реакциялары деп атады. Соңынан біртіндеп өлі табиғаттағы жану мен тірі организмдердегі тыныс алу процестерінің арасында ұқсастықтардың бар екендігі айқындалды. Бұл түсінік бойынша тыныс алу кезінде оттегінің ткандерде сутек және көміртек атомдарымен қосылуынан СО2,Н2О және энергия пайда болады. Яғни, органикалық заттар диссимиляция процестеріне ұшырап, энергия бөліп шығару арқылы ыдырайды, бұл энергия организмнің бүкіл тіршілік процестеріне және өзінің құрлымын белсенді күйде ұстауға пайдаланылады. Жалпы алғанда, тыныс алу процесін былайша жалғауға болады:

  С6Н12О6+6О2                               6СО2+6Н2О+288І кДж / моль.

 Біріншіден, бұл теңдеуден органикалық зат, глюкозаның, организм жағдайындағы және одан тыс жағдайдағы тотығуының энергетикалық тиімділігін бір екендігін көреміз.Екіншіден, бұл теңддеуден тыныс алу процесі фотосинтезге қарама-қарсы процес екндігіне қайталап көз жеткіземіз. Егер фотосинтез кезінде органикалық зат түзіліп, онда энергия қоры жиналатын болса, ал тыныс алу процесінде, керсінше органикалық зат ыдырап, ондағы энергия босап шығады. Шынында да ткандердің және клеткалардың тыныс алу кезнде организмде химиялық энергиялар пайда болады. Бұл процестің тыныс алу процесі деп аталу себебі, тіршілік барсында ткандермен клеткалар О2 сіңіріп, СО2 бөліп шығаруында жатыр. Әрине, тыныс алудың мәні тек бос энергия өндіруде ғана емес, мұнда көптеген жанама, аралық және өнімдердің түзілуі үлкен роль атқарады. Бұл аталған өнімлер жалпы зат алмасудағы әртүрлі синтез процесіне пайдаланылады. Сонымен қатар сол көмір сулар, белоктар және липидтер арасындағы байланыстырушы буын ретінде қызмет етеді. Осы тұрғыдан, энергия бөліп шығара отырып және органикалық заттың толық немесе жартылай тотығу өнімдерін түзе отырып жүретін белгілі реакциялардың жиынтығы деп, тыныс алу процесін санауға болады. Сонымен қатар тыныс алу процесі зат алмасуындағы орталық буын болып саналады.

 Тыныс алу – зат алмасу және энергия көзі.

Энергетикалық тиімділігі жағынан бірдей бола тұрса да, органикалық заттардың жану химизмдермен олардың биологиялық тотғуларының / тыныс алулардың/ арасында айырмашылықтары да бар. Олар төмендегідей:

1. Жану процесі жоғары температурада өтсе, ткандердің тыныс алуы организмның қалыпты температурасында / 36,5 – 37 С° / өтеді.

2. Жану кезнде энергия жылу түрінде бөлініп шықса, биологиялық тотығуда макроэргиялық фосфорлы қосылыстар түрінде бөлініп, сол қосылыстарда жинақталады / шоғырланады/.

3. Жануда энергия бірден /лезде/ бөлініп шықса, ал биологиялық тотығуларда ол ұзын тізбектібір ізділікпен жүретін реакциялардың нәтижесінде біртіндеп / сатылап / өте аз мөлшерде бөлініп шығады.

4. Жану сулы ортада мүмкін емес болса, ал биологиялық тотығуда су өте қажет.

Сонымен, тыныс алу процесі кезнде субстрат оттегімен әрекеттесіп тотығатындықтан тыныс алу процесін тотығу процесі ретінде қарастыруға болады. Бұл кезде тотығатын зат есебінен басқа зат тотықсызданады. Химиялық тұрғыдан алып қарағанда, оттегіні қасып алу, сутегіні бөліп алу, суды қасып алу / келесі кезекте одан сутегіні бөліп ала отырып/, электронды бөліп алу құбылыстары тотығу реакциялары болып табылыды. Тотығу реакцияларының бұл барлық түрлері оттек, сутек және электроның жәрдемімен өтеді.

Оттек пен сутек – инертті элементтер. Бұл заттарда барлы байланыстар қанақан. Сондықтан тыныс алу процесінің механизмін /дағдысын / тотығу – тотықсыздану процесі ретінде түсіндіруге тырысқан барлық ілімдер оттегінің немесе сутегінің активтену идеиясын /ой, пікір / негіз етіп алды.

Биологиялық тотығу теориясын осы заманғы түсініктері. Тотыға фосфорлану.

Ткандердің тыныс алуы биологиялық тотығудың ең негізгі бөлігі және тотығу- тотықсыздану реакцияларының жиынтығы болып саналады. Тыныс алу кезінде бір зат тотығады, ал екіншісі міндетті түрде тотықсызданады. Химиялық реакциялар кезінде протондар мен электрондарды жоғалтып, оттегіні қосып алатын заттарды “тотығатын зат” немесе субстрат деп атайды.

Электрон мен протонды қосып алып оттегіні жоғалтатын заттарды тотықсызданған заттар деп атайды. Тотығу –тотықсыздану реакцяларының пайда болуы үшін донатор-электрондар мен пратондарды берушілер және акцептор – оларды қабылдаушылар қатысу керек. Бұл екі процесс бір уақытта өтетін, біріне- бірі байланысты процестер. Сондықтан, тотығу- тотықсыздану реакцялары екі қарама- қарсы процестің – тотығудың және тотықсызданудың бірігуі болып есептеледі. Субстрат / донатор / электрондар мен протондарды береді де тотығады, ал, қабылдаушы /акцептор/ оларды қосып алып тотықсызданады.

Тыныс алу тыныс алу тізбегінде іске асырылады. Қоректік заттар аэробты және анаэробты жолмен ыдыраған кезде түзілетін пируват, осы субстраттар тотыққан кезде пайда болатын НАДН, А ацетилкофермент, сонымен бірге лимон қышқылы айналымында тағыда пайда болған НАДН және сукцинат молекулалары митохондрияның матриксне еніп оның тыныстану тізбегі мен тотыға фосфорлану ферменттері бар ішкі мембранасы бойына орналасады.

Ең алдымен дегидрогеназ тобына жататын субстратқа сәйкес ферменттердің әсерімен сол субстраттан сутек бөлініп шығады да, НАД молекуласына көшеді. Суттек атомы бір пратоннан /Н+/ және бір электроның /е–/ тұрады: Н — Н++е–. НАД – тың әрбір молекуласына екі атомнан сутек келеді. Дегидрогеназаның молекуласы қарапайы белоктан және коферменттерден /НАД,НАДФ / тұрады.

НАД қайтымда түрда тотығып- тотықсыздана отырып, суегіні тасмалдау жұмысын атқарады. Одан әрі сутек Н+ иондарын түзеді, ал электрондар НАД – тан келесі тасмалдаушыларға – флавопротейдтер /ФП/ типіндегі ферменттерге ауысады.

а. субстарт Н2 + НАД —– НАДН + Н+ + субстарт;

ә. НАДН + Н+ + Фл.Ф—– Фл.ФН2 +НАД

Бұл реакция НАДН- о- редуктаза ферментінің әсерімен орындалады бұл күрделі ферментің активті топтары- флавинмононуклеотид /ФМН/ және темір- күкірт /Ғе –S/ жиынтығы екі активті топтары да кезек-кезек тотығып- тотықсызданады.

Флавинмононуклеотид /ФМН/ сутегіні қабылдап алған соң, ол сутегіден электрон бөлініп, әрі қарай гемдік емес темір күкіртті белоктардың /Ғе –S/ жиынтығына беріледі, ал сутек митохондриядағы ішкі мембрананың сыртқы бетіне жанасып жатқан сулы ортада протондар түрінде жиналады.

ФМНН2+ 2 цитохром —– ФМН+ 2 цитохром + 2Н+

/Ғе-S/ жиынтығы электронды қабылдаған кезде темір валеттілігін өзгертеді: /Ғе3+/ —- /Ғе2+/.

Одан әрі электрондар кофермент Q- убихинонға беріледі. Тыныстану тізбегінде әдетте бұл жері көрсетілмеген. Убихинон митохондрия мембранларына бекінбеген, сондықтан оңай жылжып мембарнаның сыртқы бетіне шығады. Кофермент Q электронды қабылдап, сутек атомдармен қосылады. Сөйтіп тотықсызданған кофермент QH2 түріне өтеді.

              ФМН + Q—- QН2+ ФМН

Одан әрі электронда цитохромдарға беріледі, ал сутек сыртқы ортада протондар түріне жиналады. Цитохромдар дегенміз құрамында темірі бар күрделі ферменттер. Простетикалық топ ретінде гем бар. Цитохром жүйесі электрондарды біртіндеп в, с, а және а3 цитохромдарына қабылдайды. Цитохромдар бір ғана электрон тасмалдайды. Цитохромдардың құрамындағы гемнің темір атомы электронды қабылдап, оны тасмалдауға қаблетті. Темір ионы электрондарды жоғалта отырып тотығады, ал қосып цитохромоксидазаға /ЦХО/ дейін тотықсызданады:

          Ғе2+==== Ғе3++е–

Темір ионының валентілігнің өзгеруі протонды қосып алу, немесе оны жоғалтумен жүрмейді. Сондақтанда цитохромдар тек электрондарды ғана тасымалдаушылар болады, ал сутек атомын тасымалдамайды. Сөйтіп, электрондар ағыны цитохромдарды бойлай бір бағытқа ғана ағады: электрондар донордан олардың акцепторы- оттегіне қарай қозғалады. Тыныстану тізбегіндегі соңғы фермент а және а3 цитохромдарынан құралған жиынтық. Бұл жиынтық құрамында а3 цитохроммен байланысқан мыс бар, оның да валентілігі электрондар тасымалдау кезінде өзгеріп отыраны

        Cu =================Cu2++ e–

Цитохром а және а3 жиынтығы цитохромоксидаза ферментінің әсері арқылы ауа оттегісімен тікелей әрекеттесе алады және соңғысын активтендіре түседі. Сондықтан а және а3 жиынтығын цитохромоксидаза деп атайды.

Цитохромдар арқылы оттек молекуласына төрт электрон берілген кезде, ол тотықсызданып, протондарды қабылдайды да, су молекуласын түзеді: О2+4е–+4Н+→2Н2О

Сөйтіп, электрон тасымалдау тізбегімен жылжи отырып, ең ақырында оттек молекуласына жетеді. Мұнда субстарт тотығып, ауа оттегі тотықсызданады. Тыныс аул кезіндегі реакциялардың мәні субстратты осылайша тотықтыру болып табылады. Цитохромдар тізбегі бойынша электрон қозғалысы энергия бөлінумен қабаттаса жүреді. Электрондар ағынының жолында энергия ағыны АТФ алу үшін пайдаланылатын нүктелер /орындар/ болады. Мұндай нүктелер үшеу: олардың біреуі НАД пен Фл. Ф.аралығында, екіншісі в және с цитохромдары аралығында және үшіншісі а цитохромдары / немесе а және а3 / мен молекулалық оттек аралығында жатады.

 Сөйтіп, НАД- тің бір молекуласы тотығу есебінен АТФ –ның үш молекуласы түзіледі. Бұл процесті тотыға фосфорлану деп атайды. Клеткалар тіршілігіне қажетті барлық энергия дерлік митохондрияларға өтетін лимон қышқылы айналымы және тотыға фосфорлану сияқты процестер нәтижесінде пайда болады. Тотығу энергиясы АТФ молекуласына жиналады. Сондықтан да физиологиялық тұрғыдан митохондриялар “күш беретін станция” деп аталады.

Субстарттық фосфорлануда субстрат бірден активтендірілген фосфатпен қосылғандықтан олардың арасында жоғары макроэргиялық байланыс туады. Субстраттық фосфорланудан өзгеше, тотықтыра фосфорлану митохондрияның ішкі мембраналарында өтеді. Алайда, НАД-тың тотығуы әр қашанда фосфорланумен үштаса бермейді. НАД-тың бір бөлігі митохондрияның бетінде тотығады, бұл кезде АТФ түзілмейді.

19) Протонның электрохимиялық градиентінен туындайтын энергияны пайдалану:

Протон[1](грекше prоtos – бірінші) (р) –атом ядросының элементтік құрамбөліктерінің бірі, сутек атомының, оның ішінде ең жеңіл сутек изотопының яки атомдар ішіндегі ең қарапайымы. Ядро құрамындағы протондар саны оның бүкіл зарядын қалыптастыра отырып, химиялык элементтің атомдық нөмірін және атом түрін анықтайды. Протондар энергиялар негiзгi қайнар көзi болып саналатын термоядролық реакцияларда шығарылатын жұлдыздармен араласады. Ppның реакциялары жеке алғанда – барлығында дерлiк энергияның көзi болып табылған циклда гелидiң ядросына төрт протондарының қосуларына шығарып жатқан күнмен апарады - екi протондардың нейтрондарында 4 айналумен болады.

20) Заттардың симпорт және антипорт жолымен тасымалдануы

Ұсақ молекулалы заттардың өткізілу жобасы (Мушкамбаров, Кузнецовтан, 2003)

Жеңілдетілген диффузия бұл өдісте де заттар ездерінің концентрация градиенті бағытында мембрана арқылы етеді, яғни жоғары концентрациядан теменгі концентрация бағытында, бірақ бұл құбылыс ездігінен жүзеге аспайды, ал ерекше тасымалдау ақуызы-транслоказаның кемегімен жүреді.

Транслоказалар - ездері еткізетін заттарға азды-кепті сай болып келетін интегралдық ақуыздар. Мысалы, эритроцит мембранасындағы аниондық арналар (канаддар), қозғыш жасушалар плазмолеммасындағы К+ арналары (канадцары), саркоплазмалық ретикулум мембранасындағы Са+-арналары (каналдары).

Транслоказалар арқылы жай диффузия жолымен ете алмайтын заттар ғана еткізіледі, бірақ кейде, кейбір заттар, жай диффузия және жеңілдетілген диффузия арқылы да етеді, мысалы судың (Н20) бүйрек араншықтары және секреторлық эпителий жасушалар мембранасы арқылы етуі. Аталған мембраналарда су молекулаларының диффузиялану қарқынын арттыратын транслоказа-аквапорин деп аталатын ақуыз болады.

Транслоказалар-бірнеше бөлшектерден (субъединицалардан) түрады, олардың әрекет ету тетіктерінің (механизмінің) бірнеше түрлері болуы мүмкін:

1) Транслоказа белшектері (субъединицалары) арасында белгілі бір өлшемді заттарды ғана еткізетін және барлық уақытта ашық болатын гидрофильдік арна (канал) болады;

2) Транслоказа арнасы барлық уақытта ашық болмайды, оның ашылуы үшін транслоказа белшектері бетімен арнайы лиганданың байланысуы қажет;

3) транслоказаларда ешқандай арна болмайды, олар лигандамен (еткізілетін зат) байланысып, мембрана жазықтығында 180" айналады да мембрананың екінші бетінде лиганданы (өткізетін затты) босатып шығарады.

Белсенді тасымалдау — мембрана арқылы заттардың өткізілуі транслоказалар көмегімен жүзеге асады, бірақ бұл кезде заттар олардың концентрация градиентіне қарама-қарсы бағытта, яғни концентрациясы аз ортадан концентрациясы жоғары ортаға өткізіледі.

Заттардың бұлайша өткізілуі белгілі бір мөлшерде энергия жүмсауды қажет етеді. Ал энергия көзі болып АТФ гидролизі (Ка +, К+ сорғышы, Са2+-сорғышы), не тотығу-тотықсыздану үдерісі (митохондрияларда)-Н+ионы сорғышы саналады.

Белсенді тасымалдауды энергиямен қамтамасыз етудің тағы бір тетігі-концентрация градиенті бағытында өткізілетін бір заттың-У концентрация градиентіне қарама-қарсы бағытта өткізілетін екінші бір затпен-Х, қабаттасып өткізілуі. Бұл жағдайда, У өткізілуінде бөлінетін энергия мөлшері Х-өткізуге жүмсалатын энергиядан артық. болуы қажет.

Бұл құбылыстың 2 нүсқасы белгілі: симпорт және антипорт.

Симпорт кезінде транслоказа екі затты (У,Х) бір бағытта өткізеді, оның біреуі-У концентрация градиенті бағытында диффузияланып екінші затты-Х, өзімен бірге ілестіріп өткізеді. Мысалы, бүйрек арнашықтарьшан глюкозаның реабсорбциялануы (кері сорылуы) осындай тетік (механизм) арқылы Иа+ ионымен бірге симпортталынады. Егер симпортқа қатынасатын заттардың екеуі де иондар болатын болса, олар түрліше зарядталған болуы қажет.

Антипорт - транслоказа арқылы заттардың (У,Х) қарама қарсы бағыттарға өткізілуі, яғни У молекуласы Х-молекуласымен алмастырылады.

Эукариоттарда антипорт өте сирек кездеседі.

21) Нәруыз молекуласындағы 60 аминқышқылының ретін гендегі қанша нуклеотид кодтайды (есеп)

22-ДНҚ молекуласындағы барлық нуклеотидтің 10% гуанин және гуанинмен байланысқан нуклеотидтер құрайды. Бұл молекуладағы аденинмен бірге алғандағы нуклеотид қанша пайыз болады-есеп

23-ДНҚ молекуласының бір бөлігіндегі нуклеотидтер тізбегі:ЦАА-АЦА-ААА-ГГГ-ЦАГ. Комплементарлы тізбектің құрылымы қандай

ДНҚ молекуласының өзі - шиыршықтала майысқан екі тізбекті молекула. Екі тізбек бір-біріне комплементарлы, себебі аденин (А), цитозин (Ц), тимин (Т) және гуанин (Г)негіздерді жұптау ережесі бойынша нақты жұптар түзеді: А үнемі Т-мен, ал Ц үнемі Г-мен жұптасады. Тек бір тізбек қана жасушаға керекті нақты генетикалық нұсқауларды тасымалдайды. Ал екінші тізбек кодталатын тізбекке комплементарлы, ол жасуша бөлінерден бұрын ДНҚ-ның көшірілуі кезінде қажет. Негіздерді фосфат топтарымен байланысқан дезоксирибоз деп аталатын ұзын қант молекулаларының тізбегі ұстап тұрады. Комплементарлы негіздер бір-бірімен сутектік байланыс арқылы байланысады. ДНҚ-ның генетикалық коды төрт негізден тұрады: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) және цитозин (Ц), бұл негіздер кез-келген ретпен орналасуы мүмкін. Жасуша кодты үш әріптен оқиды (мысалы, ГГА немесе ЦГА) және бұл код ақуыздың негізін құрайтын амин қышқылдар тізбегіне аударылуы мүмкін. Сондықтан, егер ақуыз 100 амин қышқылынын тұрса, ол ұзындығы 300 негіздер жұбынан тұратын ДНҚ-мен кодталады. ДНҚ – екі тізбектен тұратын молекула, ондағы әр тізбек негіздерді жұптау әдісі бойынша бір-біріне комплементарлы болады. Бұл олардың бір-бірінен оңай ажырайтындығын көрсетеді, нәтижесінде әр тізбекке комплементарлы жаңа негіздер тізбегі түзіледі. Ақыр соңында, бастапқы ДНҚ молекуласы жаңа екі молекула түзу үшін көшіріледі, екі молекуланың әрқайсысы бастапқы тізбектің жартысынан тұрады. Бұл процесс жартылай консервативті репликация деп аталады.

24.Жасушаның химиялық құрамы. Жасушаның химиялық құрамы — жасушаның құрамына кіретін барлық заттардың жиынтығы. Жасушаның құрамында Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 86 элементі бар, оларың ішінде 25 элемент ағзаның өмірінің тіршілік әрекеті үшін керекті болса, 16-18 элемент зәру қажет.

Жасушаныңқұрамында 80-нен астамхимиялықэлементтеркездеседі. Оларжасушадағызаталмасупроцестерінеқатысады. Əрбіржасушаныңқұрамыағзалықжəнебейағзалыққосылыстардантұрады. Органикалыққосылыстарға: нəруыздар (белок), майлар, көмірсуларжəне нуклеин қышқылдарыжатады. Бейорганикалыққосылыстар: су мен минералдытұздар. Ағзалыққосылыстаржасушақұрамының 20-30% үлесінетең.

Ақуыз — молекулаларыөтекүрделіболатынаминқышқылдарынанқұралғанорганикалықзат; тіріорганизмдергетәназоттыкүрделіорганикалыққосылыс. Ақуызбарлықорганизмгеортақзатболғанымен, әртүрлі организм ақуыздарыныңқұрылымытүрлішеболады. Сондай-ақ, организм түрлерініңбір-бірінеұқсамауы, олардың эволюция жолыменүздіксізөзгеріпдамуы да ақуызқасиеттерініңүнеміөзгеріпотыруынабайланысты.

Организмніңкүнделіктітіршілігіоныңжасушаларындажүріпжататынкөптегенбиохимиялықреакцияларғанегізделген. Осы реакцияларнәтижесіндеөсімдіктерде, біржағынан, тіршіліккеқажеттіхимиялыққосылыстар – ақуыздар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, майлар, витаминдерсинтезделетінболса, екіншіжағынан, ондаферменттерарқылыкүрделізаттарыдырап, өсімдіктіңқоректенуіне, тозғанжасушаларынжаңартуына, организмгеқуатберугежұмсалады. Бұлқұбылыстарды метаболизм депатайды. Осы реакциялардыңбәрінде де ақуызкатализаторлыққызметатқарады. Қанқұрамындағыерекшеақуыз – гемоглобин бүкілденеге оттек таратады. Жасушалардағытотығуферменттері – цитохромдартынысалупроцесінреттепотырады. Сондай-ақ организм тіршілігіне аса қажеттізаттаргормондар да ақуызданқұралған. Ерімталақуыздар – гидрофильдіколлоидтар – суды бойынакөптартады. Олардыңерітінділеріжелімсияқты: осмостыққысымытөмен, қозғалуқабілетінашар, өсімдік пен жануарлармембранасынанөтеалмайды. Ақуыздардыңтағыбірқасиеті – оларамфотерліэлектролиттер. Молекулаларында бос карбоксил және амин топтарыболатындықтан, олароңнемесетерісэлектрзарядтыболады.

Ақуыздыңқұрамындажиырматүрліаминқышқылдарболады. Әртүрліақуыздардыңаминқышқылықұрамыжағынан да, олардыңтізбектегіорналасутәртібіжағынан да бір-біріненайырмашылығызор. Табиғаттаақуызтүрлерініңкөпболуы да осығанбайланысты. Мысалы, үшаминқышқылыныңқосылуынаналтытүрлі, төртқышқылданжиырматөрттүрліақуызизомерлеріпайдаболады. Ақуызмолекуласы амин қышқылдарыныңөзарамоншақтайтізілебайланысқанполипептидтіктізбегіненқұралады.

Майлар, триглицеридтер — органикалық қосылыстар; негізінен глицерин мен бір негізді май қышқылдарының (триглицеридтердің) күрделі эфирлері; глицерин мен жоғарғы карбон қышқылдарының күрделі эфирлері. Липидтерге жатады. Табиғи майлар молекуласындағы қаныққан май қышқылдары стеарин, пальмитин, ал қанықпаған май қышқылдары олеин, линол, линолен қышқылдарынан тұрады. Тірі организмдердің жасушалары мен тіндерінің (ткандерінің) негізгі құрамды бөліктерінің бірі; организмдегі энергия көзі; таза майдың калориялылығы 3770 кДж 100 г. Табиғи Майлар жануар және өсімдік Майлары болып бөлінеді.

Көмірсулар - химиялық құрамы көмірсутек+су тұратын табиғи органикалық қосылыстар класы. Көмірсулар — химиялық құрамына қарай үлкен екі топқа бөлінеді: мономерлік көмірсулар немесе моносахаридтер және полимерлік.Көмірсулар табиғи көзден алынады. Барлық тірі организмнің құрамында болады. Көмірсулар тамақ (глюкоза, крахмал, пектиндік заттар), тоқыма және қағаз (целлюлоза) өнеркәсіптерінде, микробиологияда (Көмірсуларды ашы-ту арқылы спирт қышқылдар, т.б. алу) қолданылады, медицинада дәрі-дәрмек жасау үшін пайдаланылады. Фотосинтез нәтижесінде атмосферадағы су мен көмір қышқыл газынан түзілетін көмірсулар табиғи айналымда болады.

Көмірсудың қызметі

1. Жасушадағы барлық процестерде энергияның негізгі көзі болып табылады. 1 г глюкоза 17,1 кДж (4,2 ккал) энергия бөледі.

2. Құрылымдық қызмет атқарады. Өсімдіктерде жасуша жарғақшасы құрамына целлюлоза кіреді.

3. Қор жинау қасиеттеріне ие-Крахмал мен гликоген глюкоза көзі.

4. ДНҚ, РНҚ және АТФ компоненттері

Көмірсулар адам ағзасына нәруыз бен майлардың дұрыс алмасуына қажет. Олар нәруыздармен қосылыстарда кейбір гормондар, ферменттер, сілекей секреттері мен басқа да маңызды қосылыстар түзеді. Ерекше рөлді ішекте жартылай қорытылатын, энергия бөлуде аз рөл ойнайтын клетчатка, пектиндер, гемицелюлозалар ойнайды. Бірақтан бұл полисахаридтер ас талшықтарының негізін құрайды және тамақтануда маңызды рөл атқарады. Көмірсулар негізінен өсімдіктектес азық-түліктерде кездеседі.

Бейорганикалық қосылыстар. Жасушаның бейағзалық заттары - су мен минералды тұздар.Тіршіліктің негізі болып табылатын су молекуласы жасушаның негізгі бөлігін құрайды. Жасушаның 80%-ы судан тұрады. Су ерітінділерінде барлық тіршілікке қажетті процестер жүреді. Суда еритін заттар гидрофилді (гр. хидор — су және гр. филео— сүйемін) заттар деп аталады. Бұған иондық байланысты (мысалы, тұз) және кейбір молекулалық байланысты (мысалы, кант, нәруыз) заттар жатады. Мысал ретінде тұздың еру процесін көрсетуге болады

Суда ерімейтін заттарды гидрофобты (гр. хидор — су және гр. фобос — қорқу, жек көру) деп атайды. Оларға бензин, керосин, бензол, липидтер, көксағыз, полиэтилен және баска пластмассалар, т.б. жатады.

Су жасушаның физикалық қасиеттерін анықтайды: көлемін; серпімділігін; физиологиялық ортада атқаратын қызметін және биохимиялық процесін; фотосинтез кезінде оттектің бөлінуін; химиялық қосылыстарды; осмос және термореттеушілікті.

Су органикалық және бейорганикалық заттарды жақсы ерітеді. Судың еріткіш касиеттері оның молекулалық құрылымының ерекшеліктерін де айқындайды. Суда бейорганикалық заттардан — тұздар, кышқылдар, сілтілер, ал органикалық заттардан — аминдер, көмірсулар, нәруыздар жақсы ериді. Жасушадағы химиялық реакцияларға қатысатын заттар суда еріген сұйықтық түрінде болады. Жасушаға енетін және одан шығатын заттардың өнімдері, тек еріген түрінде болуы тиісСусыз тіршілік жоқ. Жасуша массасының көп бөлігін су кұрайды. Адамның эмбриондары мен ми жасушаларынын 80%-ы су. Адам организміндегі 20% суды жоғалтса, өліп қалуы мүмкін. Сүйек ұлпасының жасушасында 20 % су, бұлшықет жасушасында 76 % су болады.

Тұздар

Сумен бірге тұздар да жасушаның бейорганикалық заттарына жатады. Жасушаның тіршілік процестері үшін тұздардың құрамына енетін кальций, натрий, калий, магний, және фосфат иондарының маңызы зор. Жасушаның қалыпты қызмет атқаруы және жасуша ішінде үнемі реакция жүруі үпгін де иондардың маңызы ерекше. Бейорганикалық заттар жасушада, тек еріген күйінде емес, сондай-ақ қатты заттар күйінде де кездеседі. Атап айтқанда, сүйек ұлпасының катты әрі беріктігі кальций фосфатының, ал былқылдақ денелілер бақалшықтарының беріктігі онда кальций карбонатының болуына байланысты. Кальций иондары биологиялық процестердін реттелуіне және канның ұюына да қатысады.

Na+, К+ иондары жасуша мембранасына әр түрлі заттардың енуіне және жүйке талшықтарының тітіркеністерді өткізуіне көмектеседі. Фосфат иондары нуклеин қышқылын тұзуге қатысады және энергетикалық процестерді, қозғалыс қызметін жүзеге асыруға ат салысады.

Темір иондары да оттекті тасымалдауда үлкен рөл атқарады. Ал темір және мыс иондары тотығу-тотықсыздану процестерін қалпына келтіру реакцияларына қатысады. Магний иондары нуклеин кышқылы мен рибосомды тұрақтандырады және хлорофилдің құрамына кіреді. Мырыш, молибден және кобальт иондары ферменттік процестерге қатысады.

25. Рибоза және дезоксирибозаның құрылысы мен функциясы

Нуклсин қышқылдары дегеніміз нуклеотид қалдықтарынан тұратын жоғары молекулалы органикалық қышқылдар. Нуклеотидтер (мононуклеотидтер) пуриндік және пиримидиндік негізден, пентоза көмірсуынан (рибоза немесе дезоксирибозадан) және фосфор қыш-қылынан құралады. Нуклеин қышқылының құрамына кіретін пурин негіздерінің ішінде әсіресе аденин (А) мен гуанин (О), пиримидин негіздерінің ішіндегі әсіресе маныздысы-урацил (1-1), тимин (Т) және цитозин (Ц).

Нуклеотидтер құрамына енетін қанттар бір-бірінен рибозада 2-ші көміртегіндегі гидроксил (-ОН) тобының орнына, дезоксирибозада тек сутегі атомы алмастырылған болады.Құрамында рибоза бар нуклеотидтерді рибонуклеотидтер деп, ал құрамында дезоксирибоза барын — дезокси-рибонуклеотидтер деп атайды.Дезоксирибонуклеотидтерден тұратын нуклеин қышқылдарын дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) деп, егер ондай қышқыл рибонуклеотидтерден құралса, онда рибонуклеин қышқылы (РНҚ) деп аталады.

Рибоза - пентоз (альдопентоз) тобына жататын моносахарид. Молекулалық массасы 150,4 суда жақсы ериді, спиртте нашар, эфирде ерімейді. Табиғатта D,L түрінде кездесетін әрі жасанды жолмен алынады. Рибоза рибонуклеин қышқылы, нуклеопротеидтер, коферменттер, витаминлер т.б. құрамына кіреді. Рибозаны қыщқыл ортада қыздырғанда фурфурол, ал тотықсыздандырғанда 5 атомды спирт-рибит түзіледі.

Рибонуклеин қышқылдары рибосомалық (рРНҚ), ақпараттық (аРНҚ) және тасымалдаушы (тРНҚ) болып бөлінеді. Рибонуклеин қышқылы тізбегі бірнеше ондаған нуклеотидтерден бірнеше мыңдаған нуклеотидтерге дейін созылатын біржіпшелі полинуклеотидтерден тұрады. Организмде РНҚ ақуыздармен кешенді байланысқан рибонуклеотидтер түрінде болады. РНҚ генетикалық ақпараттың жүзеге асуы мен ақуыз синтезіне қатысып, барлық тірі организмдерде аса маңызды биологиялық рөл атқарады. Көптеген вирустарда РНҚ-н жалғыз нуклеинді компонент (құраушы) құрайды. Осындай РНҚ вирустарда РНҚ биосинтезімен қатар ДНҚ биосинтезінде де матрица рөлін атқара алады (кері транскриптаза). Бактериялар, өсімдіктер және жануарлар жасушаларында құрылымы, метаболизмі және биол. қызметтері әр түрлі РНҚ типтері кездеседі. Мысалы, рРНҚ рибосоманың құрамына еніп, жасушадағы РНҚ-ның негізгі массасын құрайды және көлемі, құрылымы түрлі организмдерде әр түрлі болады. Клеткада негізінен рРНҚ-да ақуыздың биосинтезі жүреді; тРНҚ жасушада амин қышқылдары қалдықтарын жалғастырып алып, оны ақуыз синтезі өтіп жатқан жерге тасымалдайды. Әрбір амин қышқылының өзіне сай арнайы тРНҚ (әдетте бірнеше) болады. Барлық тРНҚ жоңышқа жапырағына ұқсас макромолекулалы құрылымға ие. Олардың рибосомаға және аРНҚ-на жабысатын, үш нуклеотидтен тұратын (антикодон) және амин қышқылы қалдығын жалғастыратын аймақтары бар. РНҚ-ның барлық түрлері жасушада ДНІ матрицасында синтезделеді, соның нәтижесінде ДНҚ-ндағы дезоксирибонуклеотидтер тізбегінде комплементарлы рибонуклеотидтер тізбегі құрастырылады, мұны транскрипция процесі деп атайды. Клетка ядросында матриц. РНҚ-ның (мРНҚ) бастамасы болып келетін алып молекулалар табылған, олардың көп бөлігі ядрода ыдырайды да, аз бөлігі цитоплазмаға өтіп, нағыз мРНҚ-ын құрайды.

Дезоксирибоза — 2-дезоксирибоза, дезоксисахарлар тобына жататын моносахарид. ДНҚ-ның құрамына кіреді.Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) менгуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеин қышқылдарында мономерлік қалдықтар (нуклеотидтер) өзара фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан. ДНҚ барлық тірі организмдердің болашақ ұрпағының құрылысы, дамуы және жеке белгілері туралы биол. мәліметті сақтап, оларды жаңадан пайда болатын клеткаларға бұлжытпай «жазу» жүйесінің негізі болып табылады. ‎ 1940 жылдың аяғында америкалық биохимик Э.Чаргафф (1905 ж.т.) әр түрлі организмдердің ДНҚ молекуласына талдау жасап, оның құрамындағы А мен Т, Г мен Ц негіздерінің молярлық мөлшері тең екенін көрсетті (бұны Чаргафф ережесі деп атайды). ‎ ДНҚ-ның үш сатылы құрылымының кеңістіктік моделін алғаш рет 1953 ж. америкалық ғалым Д.Уотсон (1928 ж.т.) мен ағылшын биологы Фрэнсис КрикФ.Крик (1916 ж.т.) жасады. ‎ Модель бойынша ДНҚ молекуласы қос тізбектен құрылған. Қос тізбек бір-бірімен азотты негіздер арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы жалғасады. ‎ Бұл қос тізбекті негіздерге комплементарлық (ұқсас) принцип тән, яғни аденинге әдетте тимин, ал гуанинге цитозин сәйкес келеді. ДНҚ-ның бір-біріне қарама-қарсы бағытталған екі спиральді полинуклеотидті тізбегі бір осьті айнала оралып жатады. Уотсон мен Крик моделінің көмегімен ДНҚ-ның өздігінен екі еселену (репликация) қасиеті ашылды. Екі еселену кезінде комплементарлы орналасқан азотты негіздердің сутекті байланысы үзіліп, ДНҚ жіпшелері екіге ажырайды да, екі ұқсас спиральді ДНҚ тізбегі пайда болады. ДНҚ-ның екі еселенуінің мұндай процесі жартылай консервативтік деп аталады, себебі жаңа түзілген ДНҚ молекуласында бір тізбек бұрынғы болады да, екінші тізбек жаңадан түзіледі. Осының нәтижесінде организмнің барлық клеткаларындағы генетик. материал өзгеріссіз қалады. Бұл ғыл. жетістіктер тірі организмнің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігін молек. деңгейде түсіндіруге жол ашты.

 

Айырмашылығы

ДНҚ	Белгілер	РНҚ
2	Жіпшелері	1
ядрода	Орналасуы	Ядро мен цитоплазмада
ДНК-полимераза	Ферменті	РНК-полимераза
А, Т, Г, Ц	Нуклеотидтері	А, У, Г, Ц
Дезоксирибоза	Қанты	Рибоза
Генетикалық ақпаратты сақтап зат алмасу процестерін қадағалау	Қызметі	Генетикалық ақпаратты тасымалдау және нәруыз биосинтезі

26 ДНҚ молекуласының тізбегіндегі нуклеотидтердің орналасу реті мынадай: АЦГТТЦГААГЦЦГАТ.Осы молекуланың екінші тізбегіндегі нуклеотидтердің орналасу реті қандай болады?

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) менгуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы. ДНҚ-ның үш сатылы құрылымының кеңістіктік моделін алғаш рет 1953 ж. америкалық ғалым Д.Уотсон (1928 ж.т.) мен ағылшын биологы Фрэнсис КрикФ.Крик (1916 ж.т.) жасады. ‎ Модель бойынша ДНҚ молекуласы қос тізбектен құрылған. Қос тізбек бір-бірімен азотты негіздер арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы жалғасады. ‎ Бұл қос тізбекті негіздерге комплементарлық (ұқсас) принцип тән, яғни аденинге әдетте тимин, ал гуанинге цитозин сәйкес келеді. АЦГТТЦГААГЦЦГАТ-ТГЦААГЦТТЦГГЦТА

27.Фосфолипидтердің структуралық құрылымы

Әрбір биомембрананың негізгі құрылыс элементі — фосфолипидтер. Фосфолипидтер құрамында глицерин болады. Глицериннің екі гидроксил тобына 12-ден 22-ге дейін жұп санды көміртек атомдары бар май қышқылдары байланысады. Глицериннің үшінші гидроксил тобына фосфор қышқылының қалдығы, ал одан әрі қарай фосфолипидтің құрылымын анықтайтын арнайы радикал байланысқан. Мұндай радикалдарға: холин, инозитол, серин жөне этаноламин жатады. Фосфолипидтің жалпы құрылымын қарастырсақ, оның май қышқылдарынан құралатын майлы (гидрофобты) бөлігі және фосфор қышқылының қалдығы мен радикалдан тұратын (гидрофильді) бөлігі болады. Фосфолипидтер суда бірден мембрана түзеді. Ол кезде фосфолипидтердің майлы бөліктері сумен байланысқа түспеуге тырысып, өзіне ұқсас фосфолипид бөліктерімен жақындасады. Ал гидрофильдік бөліктері сыртқа суға қарай бағытталады. Осындай жолмен бірден екі қабат фосфолипидтен тұратын, екі қабатты мембрана түзіледі. Мембрананың ішкі бөлігі екі қабат май қышқылынан тұрады, ал сыртқы қабатын екі қабаттан тұрат