Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Книга'
В 1890–1900 годах в лавочках и магазинах московских букинистов и книжных торговцев часто можно было встретить благообразного старичка среднего роста,...полностью>>
'Конкурс'
В городе Углич Ярославской области 1 и 2 октября 2011 года состоялись благотворительные мероприятия для детей из детских социальных учреждений и учащ...полностью>>
'Рабочая программа'
В рамках аспирантской подготовки по специальности 12.00.01. и специальности 23.00.02 курс сравнительного государствоведения направлен на формирования...полностью>>
'Документ'
20-21 апреля 2007 года состоится региональная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы управления и экономики России на современном этапе...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Особенности полинуклеотидов

Признаки

ДНК

РНК

1 . Локализация

2 . Размеры молекулы

3. Вторичная структура

( число цепей ) 4. Третичная структура

5. Азотистые основания

6 . Комплементарные пары оснований

7 . Углевод ( пентоза )

8. Механизм образования

9 . Время образования

10 . Стабильность молекулы

11 . Длина полипептидных цепей - количество нуклеотидов

12 . Постоянство содержания в клетке

14. Изменение структуры

15 . Уровни пространственной структуры

16. Виды в клетке

17 . Функции

в ядре - 99 , 999 % , митохондрии , хлоропласты, центриоли

1 молекула - 2 - 5 см .

двойная спираль ( две цепи )

связана с гистоновыми белками (нуклеопротеид ) .

А , тимин , Г , Ц

А - Т ; Г - Ц

дезоксирибоза

репликация

накануне деления клети Стабильна

очень длинные ( 105 - 106 )

количество относительно постоянно в клетках одного вида

вызывает мутации

имеет много уровней - I , II III , IV , V и т. д. ( спирализация )

линейная ( ядерная ) , кольцевая ( митохондральная , плазмиды прокариот )

1. хранение , воспроизводство и передача наследственной информации 2. информационная матрица для синтеза РНК

3. химический субстрат наследственной изменчивости мутационной и др )

ядро , цитоплазма , рибосомы , митохондрии , хлоропласты

небольшие ( мкм )

зависит от типа РНК (одна цеп

не образует устойчивых комплексов с другими молекулами

А , урацил , Г , Ц

А - У ; Г – Ц

рибоза

транскрипция

постоянно

нестабильна относительно короткие ( до 103 )

сильно колеблется

не вызывает

I , II, III (не спирализуется )

и - РНК , т – РНК , р - РНК

см . функции и - РНК

т - РНК

р - РНК

Общие признаки нуклеиновых кислот

  1. Элементарный состав включает азот и фосфор

  2. Являются линейными , информационными полинуклеотидами

  3. Мономером является нуклеотид , включающий :

  • Азотистые основания – аденин , гуанин , цитозин

  • Углевод ( пентоза )

  • Остаток фосфорной кислоты

  1. Мономеры соединяются в полинуклеотиде с помощью фосфодиэфирной связи

  2. В основу структуры , синтеза в клетке и выполнения функций положен принцип комплементарности

  • Комплементарные пары азотистых оснований : гуанин --- цитозин

  1. Для поддержания структуры и выполнения функций необходимы водородные связи

  2. В клетке структурированы ( имеют I , II, и III структуры )

  3. Содержат информацию о первичной структуре белка в виде генетического кода

  4. Участвуют в биосинтезе белка и реализации наследственной генетической информации

  5. Синтезируются в процессе ферментативных реакций матричного синтеза

  6. Содержаться в ядре , митохондриях и хлоропластах

  7. Гидролизуются до нуклеозидов и фосфорной кислоты

Мононуклеотиды : АТФ , АДФ , АМФ

  • Соединения , молекулы которых представлены одним нуклеотидом

  • Широко распространены в живой природе и играют огромную роль в энергетическом обмене клетки

АТФ ( аденозинтрифосфорная кислота )

  • содержится во всех клетках в растворимой фракции цитоплазмы ( гиалоплазме ) ,митохондриях , хлоропластах , ядре

  • молекула представляет собой один нуклеотид :

  • содержит единственное азотистое основание - аденин

  • в качестве сахара ( пентозы ) - рибозу

  • включает три остатка фосфорной кислоты ( Н2 РО4 ) --- Р

АДЕНИН РИБОЗА Р ~ Р ~ Р

  • связь между остатками фосфорной кислоты называется макроэргической ( обозначается значком ) ; в АТФ имеется две таких связи

  • молекула АТФ имеет подвижную неустойчивую структуру и легко отщепляет остатки фосфорной кислоты под действием фермента АТФ – азы ( гидролиз АТФ )

  • при гидролитическом отщеплении концевой молекулы фосфорной кислоты и разрыве ( гидролизе ) макроэргической связи освобождается 40 кдЖ энергии ( АТФ при этом превращается в АДФ - аденозиндифосфорную кислоту , которая имеет одну макроэргическую связь )

  • при отщеплении от АДФ ещё одной молекулы фосфорной кислоты путём гидролиза второй макроэргической связи получается АМФ - аденозинмонофосфорная кислота ( входит в состав всех РНК ) и высвобождается ещё 40 кдЖ

Схема гидролиза АТФ

АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + 40 кдЖ

АДФ + Н2О = АМФ + Н3РО4 + 40 кдЖ

  • соединения , обладающие связями , при разрыве которых выделяется много энергии , называются макроэргами (АТФ - единственный универсальный макроэрг для всех организмов )

  • другие нуклеотиды - Г , Ц , У , Т - монофосфаты - также могут присоединять остатки фосфорной кислоты и превращаться в ди- и трифосфаты - макроэрги ( энергия отщепления от трифосфата макроэргического фосфора используется для соединения их в полинуклеотиды

Функции АТФ

  • универсальный источник энергии для всех видов клеточной активности ( эндотермические процессы в клетке и организме )

  • аккумулятор клеточной энергии , выделяющейся при дыхании ( окислении органических веществ на митохондриях )

  • энергетический посредник между источником энергии в клетке ( дыхание ) и её потребителями ( эндотермические процессы в клетке и организме )

Синтез АТФ

  • Основной синтез АТФ осуществляется в митохондриях и хлоропластах

  • АТФ образуется из АМФ или АДФ и неорганических фосфатов ( Н3 РО4 ) за счёт энергии , освобождающейся при окислении органических веществ на митохондриях и в процессе фотосинтеза (этот процесс называется фосфорилированием )

  • около 50 % энергии , выделяющейся при расщеплении углеводов , жиров и белков идёт на синтез АТФ , остальные 50 % рассеивается в виде тепла и теряется

  • при этом для образования каждой макроэргической связи затрачивается не менее 40 кдЖ \ моль АТФ , которая в них и аккумулируется

АМФ + Н3РО4 + 40 кдЖ = АДФ + Н2О

АДФ + Н3РО4 + 40 кдЖ = АТФ + Н2О

  • образовавшаяся АТФ по каналам эндоплазматической сети направляется в те участки клетки , где возникает потребность в энергии

  • основное значение процессов дыхания и фотосинтеза определяется тем , что они поставляют энергию для синтеза АТФ

  • АТФ чрезвычайно быстро обновляется ( каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2400 раз в сутки , т.ч. продолжительность её жизни менее 1 минуты )

Функции мононуклеотидов

  • Строительная - из нуклеотидов построены полимерные цепи нуклеиновых кислот

  • Энергетическая - АТФ , АМФ ( см . выше )

  • Регуляторная - ц АМФ ( циклический АМФ ) осуществляет связь между гормонами и внутриклеточными ферментами , регулируя активность последних

  • Каталитическая - нуклеотиды являются предшественниками ряда витаминов (тиамин , фолиевая кислота , В12 и т . д . ) , выступающих в роли коферментов

Динуклеотиды : НАД и НАДФ

  • Молекула состоит из двух нуклеотидов , соединяющихся путём реакции конденсации фосфодиэфирной связью ( прочная ковалентная связь , придающая стабильность молекуле )

  • Содержатся в клетках всех живых организмов , что говорит о единстве путей метаболизма в живой природе

НАД (никотинамиддинуклеотид )

  • первый нуклеотид - амид никотиновой кислоты т . е . никотинамид ( или витамин РР ) с сахаром рибозой и фосфатом

  • второй нуклеотид - АМФ

Р АМФ

Витамие РР

( Никотинамид ) Рибоза

НАДФ ( никотинамиддинуклеотидфосфат )

  • отличается от НАД тем , что содержит дополнительную фосфатную группу у второго нуклеотида ( ортофосфат ) для соединения с ферментами

Функции динуклеотидов

  • типичные коферменты: в ферментативных реакциях они соединяются с белками непрочно и переходят от одного фермента к другому (в живых организмах НАД находится преимущественно в окисленной форме -НАД+ , а НАДФ - в восстановленной )

  • в восстановленной форме эти коферменты переносят атомы водорода и другие вещества , окисляясь при этом

  • участвуют в окислительно - восстановительных реакциях (принимают атоиы водорода и электроны от окисляемых веществ и передают их на другие соединения - транспорт Н о и l о )

Структурная организация клетки

Методы исследования строения и функций клетки

I . Микроскопические методы

  • применяется для исследования строения клетки и её органоидов

  • позволяют эффективно исследовать живые , не фиксированные или слегка окрашенные клетки

  • главным методическим приёмом является визуальное наблюдение , в том числе их прижизненное (витальное ) исследование

  • используются объективные методы регистрации клеточного строения : микрофотографирование , цитофотометрию , микроспектрофотометрию , микрокиносъёмку и др .

Виды микроскопии :

1 . Световая микроскопия

  • осуществляется в лучах видимого спектра

  • даёт увеличение около 3000 раз

  • люминесцентная ( флоуресцентная ) микроскопия - препараты освещают сине - фиолетовыми лучами

- применяют спецефические красители флоурохромы

- вызывает свечение ( флоуресценцию ) многих органических веществ клетки ( пигментов , витаминов алкалоидов , дубильных и других высокомолекулярных соединений )

- при исследовании флоуресцирующих препаратов обнаруживают детали и тонкости строения , недоступные обыкновенной микроскопии

  • ультрафиолетовая микроскопия - рассматривание препарата в ультрафиолетовых лучах

  • интерференционная микроскопия

  • фазово - конирастная микроскопия

  • поляризационная микроскопия , а также их сочетания и модификации

  • для большей контрастности и чёткости отдельных клеточных структур применяют прижизненное окрашивание фиксированных препаратов спецефическими красителями ( фуксином , метиленовым синим , пиронином , гематоксилином ) , которые избирательно адсорбируются органоидами , что облегчает их обнаружение и исследование

2 . Электронная микроскопия

  • электронный микроскоп изобретён в 30 - х годах XX в. , даёт увеличение до 106 раз

  • применим только к фиксированным клеткам ( фиксатор убивает клетку , но не вызывает грубых изменений структур ; под действием фиксатора вещества клетки переходят в нерастворимую форму

  • в основе действия лежит просвечивание пучком электронов тончайших , обработанных электронопоглощающими и одновременно фиксирующими соединениями или напылённых парами металлов срезов и фиксация микропрепаратов в сильно увеличенном виде на специальный экран или фотопластинку

  • применяется для исследования субмикроскопического строения клеток и органелл

3. Электронная растровая эмиссионная ( сканирующая ) микроскопия

  • даёт возможность получать трёхмерную ( обьёмную ) картину изображения поверхности срезов и целого объекта

4. Микрохимические ( цитохимические ) методы

  • применение специальных цветных реакций непосредственно в клетке

  • служат для определения локализации и количественного содержания отдельных химических веществ

5. Биохимические методы

- дают возможность получения индивидуальных химических соединений и отдельных органелл

  • метод дифференциального центрифугирования - различные клеточные органеллы и включения имеют различную плотность , поэтому при очень быстром вращении ( до 60 тыс. об \ мин ) в специальном приборе - ультрацентрифуге - органеллы тонко измельчённых клеток выпадают в осадок из раствора , располагаясь слоями в соответствии со своей плотностью ( более плотные компоненты осаждаются при более низких скоростях центрифугирования ) . Эти слои разделяют и изучают отдельно

  • хроматографическое разделение смесей

  • электрофорез

6. Биофизические методы

  • метод меченых атомов - замена в молекуле одного из атомов соответствующим радиоактивным изотопом ( 3 Н , 32 Р , 14 С ) - радиоактивная метка ( не отличается по химическим свойствам , зато легко регистрируется счётчиком при перемещениях в результате химических превращений ) ; позволяет установить последовательность этапов , продолжительность во времени , зависимость от условий биохимических процессов , происходящих в живой клетке

  • изотопный анализ

  • регистрация биоэлектрических потенциалов с помощью электрофизиологической аппаратуры

  • хемилюминесценция

  • математическое моделирование

- исследуется функционирование мембран , функции органоидов , механизмы возникновения и проведения возбуждения , возникновение мышечного сокращения , биофизические особенности клеток и др

7. Микрохирургические методы

  • применяется для генетических , эмбриологических и физиологических исследований , для извлечения частей клетки и их последующего биохимического анализа

  • микрооперации производятся с помощью прибора микроманипулятора и при большом увеличении микроскопа ( пересадка ядер , хлоропластов , слияние протопластов , пересадка фрагментов зародышевых слоёв зиготы , гибридизация соматических клеток и др .)

8. Метод культуры клеток и тканей

  • выращивание выделенных из организма клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах

  • культура клеток и тканей - модель для изучения процессов формирования органелл , депонирования запасных органических соединений , роста клеточных оболочек , биосинтеза физиологически активных веществ и т . п .

9. Рентгеноструктурный анализ

  • основан на дифракции рентгеновских лучей при прохождении через вещества с упорядоченной структурой ( лежит в основе расшифровки структуры ДНК , гемоглобина , миоглобина , коллагена и др . биологических веществ

Клеточные структуры и их функции

Общий план строения эукариотической клетки

Клетка

Плазматическая мембрана Цитоплазма ( протопласт ) Ядро

( плазмолемма )

цитозоль ( гиалоплазма ) немембранные компоненты

мембранные компоненты

одномембранные двумембранные

( вакуолярная система )

Клеточные мембраны

  • представляют собой поверхностный структурированный слой клетки , образованные цитоплазмой ( обеспечивает связь клетки с окружающей средой, её регуляцию и защиту )

Строение мембран

  • Толщина мембран колеблется от 6 до 20 нм и её можно наблюдать только в электронный микроскоп

  • Основная модель жидкостно - мозаичная ( жидкокристаллическая ; Сингер , Николсон , 1972 г.)

  • Основную структуру мембран составляет двойной слой липидов ( в основном фосфолипиды и в значительно меньшей степени гликолипиды ) , гидрофобные хвосты которых обращены внутрь , а гидрофильные головки - наружу

  • мембранные липиды по консистенции напоминаюи оливковое масло

  • с увеличением длины углеводородных хвостов липидных молекул и количества ненасыщенных жирных кислот мембрена становится более жидкой ( чем жиже мембраны тем выше их активность )

  • липиды определяют структуру , полупроницаемость , электрические , осмотические и катионообменные свойства мембран

  • создают электроизолирующую ( диэлектрическую ) прослойку на пути движения электронов в случае неблагоприятных электрических условий

  • Второй структурный компонент мембран - глобулярные белки , погружённые в липидный бислой на различную глубину и расположенные на внешней и внутренней сторонах липидной прослойки ( до 70 % от всего состава ; чем активнее функционирование мембраны тем больше в ней белков )

  • выделяют три типа мембранных белков

1 . Переферические ( поверхностные )

* гидрофильны

* располагаются на поверхности мембраны

* фиксируются благодаря электростатическим взаимодействиям с заряженными го ловками липидов

* могут соединяться с углеводными полисахаридными компонентами ( гликопротеиды ) , образуя гликокаликс , покрывающий всю мембрану с внешней стороны

* функционально необходимы для фиксации ферментных конвейеров

2 . Интегральные ( погружённые )

* располагаются в толще липидного слоя за счёт взаимодействия с неполярными гидрофобными участками липидов ( могут свободно в нём перемещаться )

* гидрофобны

* большая часть погружённых белков мембраны - ферменты , располагающиеся в определённом порядке , образуя ферментативные конвейеры

3 . Сквозные интегральные

* собираясь в кружок образуют поровый аппарат - поры ( гидрофильные каналы ) , пронизывающие мембрану , сквозь которые могут свободно проходить полярные молекулы ( не проходят через липидный слой т. к. полярны )

* размер пор около 8 А0

  • Липидный слой определяет основные структурные особенности мембран , а белки - её функциональность

  • Наружная и внутренняя поверхность мембран не идентичны по составу липидов и белков , расположению комплексов с углеводами ( только на наружной стороне ) , т . е . плазмолемма ассиметрична

Функции мембранных белков

1 . структурные белки обуславливают строение мембраны

2 . рецепторная - участвуют в распознавании и присоединении веществ

3 . антигенная - определяют специфику поверхности мембраны и её взаимодействие с окружающей средой

4 . ферментативная - катализ метаболических процессов , изменение окружающего субстрата

5 . транспортная - образование пор , перенос веществ через мембрану , транспорт электронов

Физико – химические особенности клеточных мемебран

  1. Избирательная ( дифференциальная ) проницаемость – поступление в клетку адекватного её потребностям количества и качества веществ

  • Благодаря этому в клетке создаётся и поддерживается соответствующая концентрация ионов и осуществляются осмотические явления )

  • Некоторые мембраны пропускают только молекулы растворителя , задерживая все молекулы или ионы растворённого вещества – полупроницаемость мембран

  1. Наличие разности электрических потенциалов по обе стороны мембраны (электрического заряда )

  2. Находится в постоянном волнообразном колебательном движении

  3. Способность к самосборке после разрушающего воздействия определённой интенсивности – регенерация ( репарация )

  4. Мембраны разных типов клеток существенно различаются по химическому составу , содержанию белка , гликопротеинов и липидов

  • Различают два типа мембран : плазматическую ( плазмолемму ) и внутреннюю (отличаются по химическому составу и свойствам )

Плазматическая мембрана

  • характерна для всех клеток про - и эукариот ( имеет толщину около 75 А0 )

  • химический состав плазматической мембраны , покрывающий растительные и животные клетки , практически одинаков

  • имеет ассиметричное строение : на наружной стороне её пасположены комплексы белков с углеводами ( гликопротеины ) и полисахаридов с липидами ( гликолипиды ) отсутствующие на цитоплазматической стороне )

  • снаружи сплошным слоем покрыта полисахаридным комплексом из ветвящихся молеку полисахаридов, связанных с мембранными белками и липидами ( гликопротеины и гликолипиды ) , который называется гликокаликс ( надмембранный комплекс клеток животных )

Гликокаликс

  • Находится в непосредственном контакте с внешней средой

  • Характерной особенностью гликокаликса являетсявысокая скорость обновления составляющих его макромолекул , что обуславливает большую функциональную и филогенетическую ( эволюционную ) пластичность клеток и возможность генетического контроля адаптаций к условиям среды

Функции гликокаликса :

1 . связь клетки с окружающей средой

2 . антигенная ( распознавание и сцепление клеток друг с другом , дифференцировка тканей , формирование иммунного ответа )

2 . рецепторнвя ( паолучение и преобразование химических сигналов из окружающей среды , комплемент с гормонами , рецепторы тканевой несовместимости )

  • сахара , таким образом , могут функционировать как информационные молекулы аналогично белкам и нуклеиновым кислотам

3 . адсорбция гидролитических ферментов микроворсинок тонкого кишечника и фагоцитоз пищевых комочков ( пристеночное пищеварение )

4 . создание отрицательного заряда на мембране ( эритроциты ) , препятствующего их слипанию (агглютинации )

5 . маркеры , придающие спецефичность и индивидуальность поверхности клеток

6 . регуляция транспорта молекул

  • имеет спецефический комплекс белков не идентичных с обеих сторон мембраны

Внутренние мембраны

  • имеются только в эукариотических клетках

  • не являются производными плазмолеммы

  • значительно тоньше плазматической , т . к . содержат мало углеводов ( не имеют гликокаликса )

  • формируют клеточные органоиды - в этом состоит их главная функция

  • симметричны по химическому составу и структуре

  • имеет спецефические комплексы белков ( отличные от белков плазмолеммы )

  • занимают около 50% объёма клетки

Функции мембран

  1. Определяет и поддерживает форму клетки ( образуя в ряде случаев многочисленные выросты , мембрана значительно увеличивает площадь контакта со средой обитания )

  2. Защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биологических агентов ( вирусов , бактерий и проч. ) – защитный молекулярный барьер

  3. Регулирует обмен веществ между клеткой и внешней средой

  4. Участвует в формировании модификаций плазматической мембраны ( микроворсинки , реснички жгутики , отростки нейронов и т. п. )

5. Компартаментальная - разделяет протопласт клетки на отдельные объёмные зоны ( органоиды ) - компартаменты , что даёт возможность осуществляться в одной клетке разным , часто противоположным , реакциям и препятствует смешиванию образующихся веществ ( разделение клетки на отдельные участки с разной метаболической деятельностью - разделение катаболизма и анаболизма )

6. Разграничительная – ограничение содержимого клетки от окржающей среды , поддержание соответствующих концентраций ионов , химического состава и физико - химических свойств , характерных для живой клетки ( гомеостаза )

7. Транспортная - перемещение различных веществ и ионов в клетку и из клетки ( эндоцитоз , экзоцитоз, фагоцитоз, пиноцитоз )

8. Рецепторная – специфическое распознавание химических или физических факторов с помощью специальных структур гликокаликса ( связывание воздействующего фактора с комплементарным рецептором гликокаликса , изменяющее структуру гликопротеида и запускание клеточного ответа )

9. Образование и поддержание разности электрических потенциалов на внешней и внутренней стороне плазмолеммы ( электрический заряд )

10. Межклеточные контакты ( взаимодействия ) , передача нервных импульсов

11. Субстрат для локализации специфических ферментных конвейеров и электронно-транспортных цепей - место протекания подавляющего количества метаболических реаций клетки

12. Носитель маркеров , придающих специфичность и индивидуальность клетке , способствующих « узнаванию » клетками друг друга

13. Определяет антигенные свойства , клеток и тканей

14. Энерготрансформирующая – участие в энергетических процессах пробразования энергии в ходе фотосинтеза , дыхания

15. Обуславливают физио-химические особенности и биологические свойства ( функции ) всех известных органелл )



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Жизнь Божественная" Sri Aurobindo "

    Книга
    Первейшее занятие пробудившегося мышления человека и, по-видимому, неизбежное и окончательное ведь оно пережило долгие периоды скептицизма и возвращалось после каждого изгнания является в то же время высочайшим, на которое способно
  2. Общее учение о болезни (нозология). Основные понятия о сущности жизни, здоровья и болезни животных

    Документ
    Нозология – учение о болезни, призванное устанавливать грань между нормальным состоянием – «здоровье» и ненормальным, определяемым термином «болезнь».
  3. Задачи биологии состоят в изучении всех биологических закономерностей и раскрытии сущности жизни. При этом в биологии используется ряд методов, характерных для естественных наук. Косновным методам биологии относятся: наблюдение

    Закон
    Биология – совокупность или система наук о живых системах. Понятие «живые системы» здесь важно подчеркнуть, поскольку жизнь не существует сама по себе, а является свойством определенных систем.
  4. Жизнь Гаутамы Будды Отправной точкой в рассмотрении буддизма для нас послу­жит личность его основоположника Будды. Надо сказать, что существуют как мифическая, так и реальная биография

    Биография
    Возникновение буддизма обусловлено духовным кризисом, который имел место в Индии в середине I тыс. до Р.Х. Господствовавшая тогда ведическо-брахманистская религия с ее принципом элитарности (кастовая система) стала порождать сомнения в обществе.
  5. Генрих Риккерт Философия жизни Номер страницы указан в конце страницы по изданию

    Реферат
    Содержание этой работы не предназначалось первоначально к опубликованию в виде отдельной книги. Оно должно было составить одну из глав более обширного труда, первый том которого, под названием “Общие основы философии”, я надеюсь вскоре

Другие похожие документы..