چرا مولکول های پروتئین ها هسته ای هستند؟ اولین چیزی که آمد: اسید نوکلئیک یا پروتئین

چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب هستند؟
چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟
منظور از کلمه جهانی بودن مولکول های پلیمری چیست؟

1. کدام یک از مواد در آب بسیار محلول است؟ الف) فیبر ب) پروتئین ج) گلوکز د) لیپیدها 2. مولکول های پروتئین با یکدیگر متفاوت هستند

الف) توالی تناوب اسیدهای آمینه

ب) تعداد اسیدهای آمینه موجود در مولکول

ج) شکل ساختار سوم

د) تمام ویژگی های فوق

3. در کدام مورد ترکیب نوکلئوتید DNA به درستی نشان داده شده است؟

الف) ریبوز، باقیمانده اسید فسفریک، تیمین

ب) اسید فسفریک، اوراسیل، دئوکسی ریبوز

ج) باقی مانده اسید فسفریک، دئوکسی ریبوز، آدنین

د) اسید فسفریک، ریبوز، گوانین

4. مونومرهای اسیدهای نوکلئیک عبارتند از:

الف) بازهای نیتروژنی

ب) ریبوز یا دئوکسی ریبوز

ج) گروه های دئوکسی ریبوز و فسفات

د) نوکلئوتیدها

5. آمینو اسیدهای موجود در یک مولکول پروتئین توسط:

الف) پیوند یونی

ب) پیوند پپتیدی

ج) پیوند هیدروژنی

د) پیوند کووالانسی

6. وظیفه RNA انتقالی چیست؟

الف) آمینو اسیدها را به ریبوزوم ها می برد

ب) اطلاعات را از DNA حمل می کند

ج) ریبوزوم می سازد

د) تمام توابع فهرست شده

7. آنزیم ها بیوکاتالیست هایی هستند که شامل:

الف) پروتئین ها ب) نوکلئوتیدها ج) لیپیدها ج) چربی ها

8. پلی ساکاریدها عبارتند از:

الف) نشاسته، ریبوز

ب) گلیکوژن، گلوکز

ج) سلولز، نشاسته

د) نشاسته، ساکارز

9. کربن به عنوان یک عنصر شامل موارد زیر است:

الف) پروتئین ها و کربوهیدرات ها

ب) کربوهیدرات ها و لیپیدها

ج) کربوهیدرات ها و اسیدهای نوکلئیک

د) همه ترکیبات آلیسلول ها

10. سلول حاوی DNA است:

الف) در هسته و میتوکندری

ب) در هسته، سیتوپلاسم و اندامک های مختلف

ج) در هسته، میتوکندری و سیتوپلاسم

د) در هسته، میتوکندری، کلروپلاست

مونومتر اسید نوکلئیک چیست؟ گزینه ها (اسید آمینه، نوکلئوتید، مولکول پروتئین؟) چه چیزی در آن گنجانده شده است

ترکیب نوکلئوتید

گزینه ها: (اسید آمینه، پایه نیتروژنیک، باقی مانده اسید فسفریک، کربوهیدرات؟)

لطفا کمکم کن!

1. علمی که سلول ها را مطالعه می کند:
الف) ژنتیک؛
ب) انتخاب؛
ب) اکولوژی؛
ب) سیتولوژی.
2. مواد آلی سلول:
الف) آب، مواد معدنی، چربی ها؛
ب) کربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک.
ج) کربوهیدرات ها، مواد معدنی، چربی ها.
د) آب، مواد معدنی، پروتئین ها.
3. از بین تمام مواد آلی، جرم اصلی سلول عبارت است از:
الف) سنجاب.
ب) کربوهیدرات ها
ب) چربی ها
د) آب
4. کلمات برجسته شده را با یک کلمه جایگزین کنید:
الف) مولکول های کوچک مواد آلی، مولکول های پیچیده ای را در سلول تشکیل می دهند.
ب) اجزای ساختاری دائمی سلول وظایف حیاتی را برای سلول انجام می دهند.
ج) محیط داخلی بسیار منظم و نیمه مایع سلول، تعامل شیمیایی تمام ساختارهای سلولی را تضمین می کند.
د) رنگدانه اصلی فتوسنتزی به کلروپلاست ها رنگ سبز می دهد.
5. تجمع و بسته بندی ترکیبات شیمیاییدر چسب انجام دهید:
الف) میتوکندری؛
ب) ریبوزوم ها.
ب) لیزوزوم ها.
د) مجتمع گلژی.
6. وظایف هضم درون سلولی توسط:
الف) میتوکندری؛
ب) ریبوزوم ها.
ب) لیزوزوم ها.
د) مجتمع گلژی.
7. "مونتاژ" یک مولکول پروتئین پلیمری انجام می شود:
الف) میتوکندری؛
ب) ریبوزوم ها.
ب) لیزوزوم ها.
د) مجتمع گلژی.
8. به مجموعه واکنش های شیمیایی که منجر به تجزیه مواد آلی و آزاد شدن انرژی می شود می گویند:
الف) کاتابولیسم؛
ب) آنابولیسم؛
ب) متابولیسم؛
د) جذب
9. "حذف" اطلاعات ژنتیکی از یک مولکول DNA با ایجاد mRNA نامیده می شود:
الف) پخش
ب) رونویسی؛
ب) بیوسنتز.
د) گلیکولیز.
10. فرآیند تشکیل مواد آلی در نور در کلروپلاست ها با استفاده از آب و دی اکسید کربنبه نام:
الف) فتوسنتز؛
ب) رونویسی؛
ب) بیوسنتز.
د) گلیکولیز.
11. فرآیند آنزیمی و بدون اکسیژن تجزیه مواد آلی نامیده می شود:
الف) فتوسنتز؛
ب) رونویسی؛
ب) بیوسنتز.
د) گلیکولیز.
12. مفاد اصلی نظریه سلول چیست؟

سوال 1. چه فرآیندهایی توسط دانشمندان در سطح مولکولی تحقیق می شود؟
در سطح مولکولی، مهمترین فرآیندهای زندگی یک موجود زنده مورد مطالعه قرار می گیرد: رشد و نمو آن، متابولیسم و ​​تبدیل انرژی، ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، تنوع. یک واحد ابتدایی در سطح مولکولی یک ژن است - قطعه ای از یک مولکول اسید نوکلئیک که در آن مقدار کمی و کیفی تعیین شده اطلاعات بیولوژیکی ثبت می شود.

سوال 2. چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب است؟
بیش از 70-80 عنصر شیمیایی در ترکیب یک موجود زنده وجود دارد، اما کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و فسفر غالب است.

سوال 3. چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟
مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها پلیمر هستند، زیرا از مونومرهای تکراری تشکیل شده اند. اما فقط در یک سیستم زنده (سلول، ارگانیسم) این مواد جوهر بیولوژیکی خود را آشکار می کنند، دارای تعدادی ویژگی خاص و انجام بسیاری از عملکردهای مهم هستند. بنابراین در سیستم های زنده به این گونه مواد بیوپلیمر می گویند. در خارج از سیستم زنده، این مواد خواص بیولوژیکی خود را از دست می دهند و زیست پلیمر نیستند.

سوال 4. منظور از جهانی بودن مولکول های پلیمری زیستی چیست؟
صرف نظر از سطح پیچیدگی و عملکردهای انجام شده در سلول، همه پلیمرهای زیستی دارای ویژگی های زیر هستند:
در مولکول های آنها شاخه های بلند کمی وجود دارد، اما تعداد زیادی شاخه کوتاه وجود دارد.
زنجیره های پلیمری قوی هستند و خود به خود از هم جدا نمی شوند.
قادر به حمل انواع گروه های عاملی و قطعات مولکولی هستند که فعالیت عملکردی بیوشیمیایی، یعنی توانایی انجام واکنش های بیوشیمیایی و تبدیل های لازم برای سلول را در محیط محلول داخل سلولی فراهم می کنند.
انعطاف پذیری کافی برای تشکیل ساختارهای فضایی بسیار پیچیده لازم برای انجام عملکردهای بیوشیمیایی، یعنی برای عملکرد پروتئین ها به عنوان ماشین های مولکولی، اسیدهای نوکلئیک به عنوان مولکول های برنامه ریزی و غیره را دارند.
اتصالات S-Nو بیوپلیمرهای C-C، علیرغم قدرتشان، در عین حال انباشته کننده انرژی الکترونیکی هستند.
ویژگی اصلی پلیمرهای زیستی خطی بودن زنجیره های پلیمری است، زیرا فقط ساختارهای خطی به راحتی از مونومرها کدگذاری و "مونتاژ" می شوند. علاوه بر این، اگر نخ پلیمری انعطاف پذیری داشته باشد، به راحتی می توان ساختار فضایی مورد نظر را از آن تشکیل داد و پس از استهلاک، شکسته شدن ماشین مولکولی ساخته شده به این روش، به راحتی می توان آن را به ترتیب به عناصر تشکیل دهنده آن جدا کرد. برای استفاده مجدد از آنها ترکیب این خواص فقط در پلیمرهای مبتنی بر کربن وجود دارد. همه پلیمرهای زیستی در سیستم های زنده قادر به انجام خواص معین و انجام بسیاری از عملکردهای مهم هستند. خواص بیوپلیمرها به تعداد، ترکیب و آرایش مونومرهای تشکیل دهنده آنها بستگی دارد. امکان تغییر ترکیب و توالی مونومرها در ساختار پلیمری امکان وجود تنوع عظیمی از انواع پلیمرهای زیستی را بدون توجه به گونه های موجودات زنده فراهم می کند. در همه موجودات زنده، پلیمرهای زیستی بر اساس یک طرح واحد ساخته می شوند.

سوال 1. چه فرآیندهایی توسط دانشمندان در سطح مولکولی تحقیق می شود؟

در سطح مولکولی، مهمترین فرآیندهای زندگی یک موجود زنده مورد مطالعه قرار می گیرد: رشد و نمو آن، متابولیسم و ​​تبدیل انرژی، ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، تنوع.

سوال 2. چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب است؟

بیش از 70-80 عنصر شیمیایی در ترکیب یک موجود زنده وجود دارد، اما کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن غالب است.

سوال 3. چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟

مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها پلیمر هستند، زیرا از مونومرهای تکراری تشکیل شده اند. اما فقط در یک سیستم زنده (سلول، ارگانیسم) این مواد جوهر بیولوژیکی خود را آشکار می کنند، دارای تعدادی ویژگی خاص و انجام بسیاری از عملکردهای مهم هستند. بنابراین در سیستم های زنده به این گونه مواد بیوپلیمر می گویند. در خارج از سیستم زنده، این مواد خواص بیولوژیکی خود را از دست می دهند و زیست پلیمر نیستند.

سوال 4. منظور از جهانی بودن مولکول های پلیمری زیستی چیست؟

خواص بیوپلیمرها به تعداد، ترکیب و آرایش مونومرهای تشکیل دهنده آنها بستگی دارد. امکان تغییر ترکیب و توالی مونومرها در ساختار پلیمری امکان وجود تنوع عظیمی از انواع پلیمرهای زیستی را بدون توجه به گونه های موجودات زنده فراهم می کند. در همه موجودات زنده، پلیمرهای زیستی بر اساس یک طرح واحد ساخته می شوند.

1.1. سطح مولکولی: خصوصیات عمومی

4.4 (87.5%) 8 رای

در این صفحه جستجو شد:

• چه فرآیندهایی را دانشمندان در سطح مولکولی مطالعه می کنند
• منظور از جهانی بودن مولکول های بیوپلیمر چیست؟
• چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب هستند
• چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در سلول به عنوان پلیمرهای زیستی در نظر گرفته می شوند.
• چرا مولکول های پروتئین، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها

دانشمندان آمریکایی موفق به ایجاد مولکولی شدند که می تواند جد حامل های مولکولی مدرن اطلاعات ارثی در یک سلول زنده - اسیدهای نوکلئیک باشد. TNK نامیده شد، زیرا ترکیب این ماده شامل تتروز قند چهار کربنه است. فرض بر این است که در فرآیند تکامل، DNA و RNA شناخته شده برای ما از آن سرچشمه گرفته است.

تا به حال، دانشمندانی که در بازسازی رویدادهایی که حدود چهار میلیارد سال پیش روی زمین رخ داده اند، نمی توانند به یک سوال ساده و در عین حال بسیار مهم پاسخ دهند - اسید دئوکسی ریبونوکلئیک، یا به بیان ساده تر، DNA چگونه ظاهر شد؟

در واقع، بدون این مولکول، اولین سلول های زنده (یا پیشینیان آنها) نمی توانند اطلاعاتی در مورد ساختار پروتئین ها، که برای تولید مثل خود ضروری است، حفظ کنند. یعنی بدون DNA، حیات به سادگی نمی توانست در سیاره ما، چه در فضا و چه در زمان، گسترش یابد.

آزمایش‌های متعدد نشان داده‌اند که DNA به تنهایی قابل جمع‌آوری نیست، مهم نیست که تمام «قطعات یدکی» آن را در چه شرایطی قرار دهید. برای ایجاد این مولکول، فعالیت چندین ده پروتئین آنزیمی ضروری است. و اگر چنین است، بلافاصله یک دایره باطل در استدلال تکامل گرایان بوجود می آید، مانند مشکل تقدم مرغ و تخم: اگر خود DNA وجود نداشته باشد، آنزیم ها از کجا می آیند؟ از این گذشته، اطلاعات مربوط به ساختار آنها در این مولکول پیچیده ثبت می شود.

درست است، در اخیرابرخی از زیست شناسان مولکولی راهی برای خروج از این بن بست پیشنهاد می کنند: آنها معتقدند که اطلاعات ارثی سابق در "خواهر" DNA، اسید ریبونوکلئیک یا RNA ذخیره می شد. خوب، این مولکول قادر است تحت شرایط خاص خود کپی شود، و آزمایش های متعدد این را تایید می کند (در این مورد می توانید در مقاله "در ابتدا ... اسید ریبونوکلئیک وجود داشت").

به نظر می رسد راهی برای خروج پیدا شد - ابتدا ریبوزیم ها (به عنوان مولکول های RNA با فعالیت آنزیمی نامیده می شوند) خود را کپی کردند و در طول مسیر، با جهش، اطلاعاتی در مورد پروتئین های مفید جدید به دست آوردند. پس از مدتی، این اطلاعات آنقدر انباشته شد که RNA یک چیز ساده را "درک" کرد - اکنون دیگر نیازی به پرداختن به کار نسبتاً پیچیده خودکپی کردن نیست. و به زودی چرخه بعدی جهش ها RNA را به یک DNA پیچیده تر، اما در عین حال پایدار تبدیل کرد که دیگر اصلاً درگیر چنین "چرندی" نبود.

با این حال، با این حال، پاسخ نهایی به این سوال که اسیدهای نوکلئیک چگونه ظاهر شدند، یافت نشد. از آنجایی که هنوز مشخص نیست اولین RNA چگونه ظاهر شد که توانایی کپی کردن خود را داشت. از این گذشته ، حتی او ، همانطور که آزمایشات نشان داده است ، قادر به جمع آوری خود نیست - مولکول او نیز برای این کار بسیار پیچیده است.

درست است، برخی از زیست شناسان مولکولی پیشنهاد کرده اند که شاید در آن زمان های دور، اسید نوکلئیک دیگری وجود داشته باشد که ساده تر از DNA و RNA چیده شده باشد. و این او بود که اولین مولکولی بود که اطلاعات را ذخیره می کرد.

با این حال، تأیید چنین فرضی بسیار دشوار است، زیرا در حال حاضر هیچ "نگهبان" دیگری از اطلاعات از گروه این اسیدها به جز DNA و RNA وجود ندارد. با این وجود، روش های مدرن بیوشیمی امکان بازآفرینی چنین ترکیبی را فراهم می کند و سپس به طور تجربی بررسی می کند که آیا برای نقش "مولکول اصلی زندگی" مناسب است یا خیر.

و همین اواخر، دانشمندان دانشگاه آریزونا (ایالات متحده آمریکا) پیشنهاد کردند که جد مشترک DNA و RNA می تواند TNA یا اسید تتروسونوکلئیک باشد. تفاوت آن با فرزندانش در این است که "پل قند-فسفات" این ماده، که پایه های نیتروژنی (یا نوکلئوتیدها) را در کنار هم نگه می دارد، حاوی پنتوز نیست - قندی با پنج اتم کربن، بلکه تتروز چهار کربنه است. و قندهای این نوع بسیار ساده تر از حلقه های پنج کربنه DNA و RNA هستند. و مهمتر از همه، آنها را می توان خود مونتاژ کرد - از دو قطعه دو کربنه یکسان.

بیوشیمی دانان آمریکایی سعی کردند چندین مولکول تتروز کوتاه بسازند و در این فرآیند دریافتند که این به هیچ وجه نیازی به استفاده از یک دستگاه آنزیمی عظیم و پیچیده ندارد - تحت شرایط خاص، اسید در محلول اشباع شده از "قطعات یدکی" جمع آوری شد. کمک تنها دو آنزیم

یعنی واقعاً می توانست در همان ابتدای شکل گیری زندگی ظاهر شود. و در حالی که اولین موجودات زنده نتوانستند یک دستگاه آنزیمی که قادر به سنتز RNA و DNA باشد، بدست آورند، این TNK بود که نگهبان اطلاعات ارثی بود.

اما آیا اصولاً این مولکول می تواند چنین نقش مسئولیتی ایفا کند؟ اکنون نمی توان این را مستقیماً تأیید کرد، زیرا هیچ پروتئینی وجود ندارد که بتواند اطلاعات TNC ها را بخواند. با این حال، زیست شناسان مولکولی آریزونا تصمیم گرفتند مسیر متفاوتی را در پیش بگیرند. آنها یک آزمایش کنجکاو انجام دادند - آنها سعی کردند رشته های DNA و TNK را با یکدیگر متصل کنند. در نتیجه، یک مولکول هیبریدی به دست آمد - در وسط زنجیره DNA قطعه ای از نوکلئوتید TNA 70 به طول وجود داشت. جالب اینجاست که این مولکول قابلیت تکثیر یعنی خودکپی شدن را داشت. و این ویژگی برای هر حامل اطلاعات مولکولی مهم ترین است.

علاوه بر این، دانشمندان نشان داده اند که یک مولکول TNA می تواند به راحتی با یک پروتئین ترکیب شود و بر این اساس، خواص آنزیمی را به دست آورد. محققان مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادند که نشان داد ساختاری که به طور خاص به پروتئین ترومبین متصل می‌شود را می‌توان از TNA به دست آورد: زنجیره TNA روی زنجیره DNA تشکیل شد، اما پس از خروج DNA، ویژگی‌های ساختاری خود را از دست نداد و ادامه داد. به طور خاص پروتئین را حفظ کند.

قطعه TNA 70 نوکلئوتید طول داشت که برای ایجاد "صندلی" منحصر به فرد برای پروتئین های آنزیمی کاملاً کافی است. یعنی چیزی شبیه یک ریبوزیم را می‌توان از TNC ها نیز به دست آورد (به شما یادآوری می‌کنم که از RNA مرتبط با پروتئین ساخته شده است).

بنابراین، آزمایش‌ها نشان داده‌اند که TNC به خوبی می‌تواند جد DNA و RNA باشد. دومی ممکن است کمی زودتر در نتیجه یک سری جهش شکل گرفته باشد که منجر به جایگزینی تتروز با پنتوز شد. و سپس با کمک انتخاب طبیعیمشخص شد که اسید ریبونوکلئیک نسبت به تتروز قبلی خود پایدارتر و پایدارتر است (تتروزها در واقع در برابر تعدادی از تأثیرات شیمیایی بسیار ناپایدار هستند). و به این ترتیب این نسل به طور رقابتی جد خود را از جایگاه حامل اطلاعات مولکولی بیرون کرد.

این سوال مطرح می شود - آیا TNK می تواند اجدادی داشته باشد که حاوی قند ساده تر از تتروز باشد؟ احتمالاً نه، و دلیل آن اینجاست. قندها فقط با شروع از چهار اتم کربن می توانند ساختارهای حلقوی ایجاد کنند، کربوهیدرات های سه کربنه قادر به این کار نیستند. خوب، بدون این، اسید نوکلئیک تشکیل نمی شود - فقط مولکول های حلقوی قند می توانند همه اجزای دیگر را نگه دارند. ماده داده شده. بنابراین به نظر می رسد که TNK واقعاً اولین بود.

لازم به ذکر است که نویسندگان اثر به هیچ وجه ادعا نمی کنند که "همه چیز همین طور بود". به بیان دقیق، آنها فقط امکان وجود شکل اجدادی اسیدهای ریبونوکلئیک مانند TNA را ثابت کردند (که اتفاقاً، دنیای مدرنبه طور طبیعی رخ نمی دهد). ارزش این کشف در این واقعیت نهفته است که یکی از مسیرهای احتمالی برای تکامل حامل های مولکولی اطلاعات ارثی نشان داده شده است. خوب، سرانجام، اختلاف قدیمی در مورد آنچه که اول شد - اسید نوکلئیک یا پروتئین حل شد ...

صفحه فعلی: 2 (کل کتاب 16 صفحه دارد) [گزیده خواندنی موجود: 11 صفحه]

زیست شناسیعلم زندگی یکی از قدیمی ترین علوم است. انسان ها هزاران سال است که در مورد موجودات زنده دانش اندوخته اند. با انباشته شدن دانش، زیست شناسی به علوم مستقل (گیاه شناسی، جانورشناسی، میکروبیولوژی، ژنتیک و غیره) متمایز شد. اهمیت رشته های مرزی که زیست شناسی را با سایر علوم - فیزیک، شیمی، ریاضیات و غیره مرتبط می کنند، روز به روز بیشتر می شود و در نتیجه ادغام، بیوفیزیک، بیوشیمی، زیست شناسی فضایی و غیره به وجود آمده است.

در حال حاضر زیست شناسی یک علم پیچیده است که در نتیجه تمایز و ادغام رشته های مختلف شکل گرفته است.

در زیست شناسی استفاده می شود روش های مختلفتحقیق: مشاهده، آزمایش، مقایسه و غیره.

زیست شناسی موجودات زنده را مطالعه می کند. آنها باز هستند سیستم های بیولوژیکیدریافت انرژی و مواد مغذیاز جانب محیط. موجودات زنده به تأثیرات خارجی پاسخ می دهند، تمام اطلاعاتی را که برای رشد و تولیدمثل نیاز دارند، در بر دارند و با محیط خاصی سازگار هستند.

همه سیستم های زنده صرف نظر از سطح سازمانی دارای ویژگی های مشترک هستند و خود سیستم ها در تعامل مداوم هستند. دانشمندان سطوح زیر را از سازماندهی طبیعت زنده تشخیص می دهند: مولکولی، سلولی، ارگانیسمی، جمعیت گونه، اکوسیستم و زیست کره.

فصل 1

سطح مولکولی را می توان اولیه، عمیق ترین سطح سازماندهی موجودات زنده نامید. هر موجود زنده متشکل از مولکول های مواد آلی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها (لیپیدها)، به نام مولکول های بیولوژیکی است. زیست شناسان در حال مطالعه نقش این مهم ترین ترکیبات بیولوژیکی در رشد و نمو موجودات، ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، متابولیسم و ​​تبدیل انرژی در سلول های زنده و سایر فرآیندها هستند.

در این فصل یاد خواهید گرفت

پلیمرهای زیستی چیست؟

ساختار بیومولکول ها چیست؟

مولکول های زیستی چه وظایفی را انجام می دهند.

ویروس ها چیست و چه ویژگی هایی دارد.

§ 4. سطح مولکولی: خصوصیات عمومی

1. عنصر شیمیایی چیست؟

2. به چه چیزی اتم و مولکول می گویند؟

3. چه مواد آلی را می شناسید؟

هر سیستم زنده ای، مهم نیست که چقدر پیچیده باشد، خود را در سطح عملکرد درشت مولکول های بیولوژیکی نشان می دهد.

با مطالعه موجودات زنده متوجه شدید که آنها از عناصر شیمیایی مشابه موجودات غیر زنده تشکیل شده اند. در حال حاضر بیش از 100 عنصر شناخته شده است که بیشتر آنها در موجودات زنده یافت می شوند. رایج ترین عناصر موجود در طبیعت زنده عبارتند از کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن. این عناصر هستند که مولکول ها (ترکیبات) به اصطلاح را تشکیل می دهند مواد آلی.

همه ترکیبات آلی بر پایه کربن هستند. می تواند با بسیاری از اتم ها و گروه های آنها وارد پیوند شود و زنجیره های مختلف را تشکیل دهد ترکیب شیمیایی، ساختار، طول و شکل. مولکول‌ها از گروه‌هایی از اتم‌ها تشکیل می‌شوند، و از دومی، مولکول‌های پیچیده‌تر در ساختار و عملکرد متفاوت هستند. این ترکیبات آلی که سلول های موجودات زنده را تشکیل می دهند نامیده می شوند پلیمرهای بیولوژیکییا پلیمرهای زیستی.

پلیمر(از یونانی. پلی- متعدد) - زنجیره ای متشکل از حلقه های متعدد - مونومرهاکه هر کدام نسبتا ساده هستند. یک مولکول پلیمر می تواند از هزاران مونومر به هم پیوسته تشکیل شده باشد که می توانند یکسان یا متفاوت باشند (شکل 4).

برنج. 4. طرح ساختار مونومرها و پلیمرها

خواص بیوپلیمرها به ساختار مولکولهای آنها بستگی دارد: به تعداد و تنوع واحدهای مونومری که پلیمر را تشکیل می دهند. همه آنها جهانی هستند، زیرا طبق یک طرح در همه موجودات زنده، صرف نظر از گونه، ساخته شده اند.

هر نوع بیوپلیمر ساختار و عملکرد خاصی دارد. بله، مولکول ها پروتئین هاعناصر ساختاری اصلی سلول ها هستند و فرآیندهای رخ داده در آنها را تنظیم می کنند. اسیدهای نوکلئیکمشارکت در انتقال اطلاعات ژنتیکی (ارثی) از سلولی به سلول دیگر، از ارگانیسمی به ارگانیسم دیگر. کربوهیدرات هاو چربی هامهمترین منابع انرژی لازم برای حیات موجودات هستند.

در سطح مولکولی است که تبدیل انواع انرژی و متابولیسم در سلول صورت می گیرد. مکانیسم های این فرآیندها نیز برای همه موجودات زنده جهانی است.

در همان زمان، مشخص شد که خواص متنوع پلیمرهای زیستی، که بخشی از همه موجودات هستند، به دلیل ترکیب‌های مختلف تنها چند نوع مونومر است که انواع مختلفی از زنجیره‌های پلیمری بلند را تشکیل می‌دهند. این اصل زیربنای تنوع حیات در سیاره ما است.

خواص ویژه بیوپلیمرها فقط در یک سلول زنده آشکار می شود. مولکول های بیوپلیمری جدا شده از سلول ها، ماهیت بیولوژیکی خود را از دست می دهند و تنها با خواص فیزیکی و شیمیاییدسته ترکیباتی که به آن تعلق دارند.

تنها با مطالعه سطح مولکولی، می توان فهمید که فرآیندهای منشأ و تکامل حیات در سیاره ما چگونه پیش رفت، مبانی مولکولی وراثت و فرآیندهای متابولیک در یک موجود زنده چیست.

تداوم بین سطح مولکولی و سلولی بعدی با این واقعیت تضمین می شود که مولکول های بیولوژیکی ماده ای هستند که ساختارهای فوق مولکولی - سلولی - از آن تشکیل می شوند.

مواد آلی: پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها (لیپیدها). پلیمرهای زیستی مونومرها

سوالات

1. دانشمندان چه فرآیندهایی را در سطح مولکولی مطالعه می کنند؟

2. چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب است؟

3. چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در یک سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟

4. منظور از جهانی بودن مولکول های پلیمری زیستی چیست؟

5- تنوع خواص بیوپلیمرهایی که بخشی از موجودات زنده هستند چگونه به دست می آید؟

وظایف

بر اساس تحلیل متن پاراگراف چه الگوهای زیستی را می توان فرموله کرد؟ آنها را با اعضای کلاس بحث کنید.

§ 5. کربوهیدرات ها

1. چه مواد مربوط به کربوهیدرات ها را می شناسید؟

2. کربوهیدرات ها چه نقشی در یک موجود زنده دارند؟

3. کربوهیدرات در سلول های گیاهان سبز در نتیجه چه فرآیندی تشکیل می شود؟

کربوهیدرات ها، یا ساکاریدها، یکی از گروه های اصلی ترکیبات آلی است. آنها بخشی از سلول های همه موجودات زنده هستند.

کربوهیدرات ها از کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. آنها نام "کربوهیدرات" را گرفتند زیرا اکثر آنها نسبت هیدروژن و اکسیژن در مولکول مشابه مولکول آب دارند. فرمول کلی کربوهیدرات ها Cn (H 2 0) m است.

همه کربوهیدرات ها به ساده یا تقسیم می شوند مونوساکاریدها، و پیچیده، یا پلی ساکاریدها(شکل 5). از بین مونوساکاریدها، مهمترین آنها برای موجودات زنده است ریبوز، دئوکسی ریبوز، گلوکز، فروکتوز، گالاکتوز.

برنج. 5. ساختار مولکول های کربوهیدرات های ساده و پیچیده

دی-و پلی ساکاریدهااز ترکیب دو یا چند مولکول مونوساکارید تشکیل می شود. بنابراین، ساکارز(نیشکر)، مالتوز(شکر مالت) لاکتوز(شیر شکر) - دی ساکاریدهااز همجوشی دو مولکول مونوساکارید تشکیل شده است. دی ساکاریدها از نظر خواص مشابه مونوساکاریدها هستند. به عنوان مثال، هر دو هورنیو در آب محلول هستند و طعم شیرینی دارند.

پلی ساکاریدها از تعداد زیادی مونوساکارید تشکیل شده اند. این شامل نشاسته، گلیکوژن، سلولز، کیتینو دیگران (شکل 6). با افزایش مقدار مونومرها، حلالیت پلی ساکاریدها کاهش می یابد و طعم شیرین از بین می رود.

عملکرد اصلی کربوهیدرات ها است انرژی. در طی تجزیه و اکسیداسیون مولکول های کربوهیدرات، انرژی آزاد می شود (با تجزیه 1 گرم کربوهیدرات - 17.6 کیلوژول)، که فعالیت حیاتی بدن را تضمین می کند. با کربوهیدرات های اضافی، آنها به عنوان مواد ذخیره (نشاسته، گلیکوژن) در سلول تجمع می یابند و در صورت لزوم توسط بدن به عنوان منبع انرژی استفاده می شوند. تجزیه افزایش یافته کربوهیدرات ها در سلول ها را می توان مشاهده کرد، به عنوان مثال، در طول جوانه زنی بذر، کار شدید عضلانی، و روزه طولانی مدت.

کربوهیدرات ها نیز به عنوان مواد و مصالح ساختمانی. بنابراین، سلولز یک جزء ساختاری مهم از دیواره سلولی بسیاری از موجودات تک سلولی، قارچ ها و گیاهان است. سلولز به دلیل ساختار خاص خود در آب نامحلول بوده و از استحکام بالایی برخوردار است. به طور متوسط ​​20 تا 40 درصد مواد دیواره سلولی گیاه را سلولز تشکیل می دهند و الیاف پنبه تقریباً سلولز خالص هستند و به همین دلیل از آنها برای ساخت پارچه استفاده می شود.

برنج. 6. طرح ساختار پلی ساکاریدها

کیتین بخشی از دیواره سلولی برخی از تک یاخته‌ها و قارچ‌ها است؛ همچنین در گروه‌های خاصی از حیوانات، مانند بندپایان، به‌عنوان جزء مهم اسکلت خارجی آنها یافت می‌شود.

پلی ساکاریدهای پیچیده نیز شناخته شده‌اند که از دو نوع قند ساده تشکیل شده‌اند که به طور منظم در زنجیره‌های بلند متناوب می‌شوند. چنین پلی ساکاریدهایی عملکردهای ساختاری را در بافت های حمایت کننده حیوانات انجام می دهند. آنها بخشی از ماده بین سلولی پوست، تاندون ها، غضروف ها هستند و به آنها قدرت و قابلیت ارتجاعی می بخشند.

برخی از پلی ساکاریدها بخشی از غشای سلولی هستند و به عنوان گیرنده عمل می کنند و اطمینان می دهند که سلول ها یکدیگر و تعامل آنها را می شناسند.

کربوهیدرات ها یا ساکاریدها مونوساکاریدها دی ساکاریدها پلی ساکاریدها ریبوز. دئوکسی ریبوز گلوکز فروکتوز. گالاکتوز ساکارز مالتوز لاکتوز. نشاسته. گلیکوژن. کیتین

سوالات

1. ترکیب و ساختار مولکول های کربوهیدرات چگونه است؟

2- چه کربوهیدرات هایی مونو، دی و پلی ساکارید نامیده می شوند؟

3. کربوهیدرات ها چه وظایفی را در موجودات زنده انجام می دهند؟

وظایف

شکل 6 "طرح ساختار پلی ساکاریدها" و متن پاراگراف را تجزیه و تحلیل کنید. بر اساس مقایسه ویژگی‌های ساختاری مولکول‌ها و عملکردهایی که نشاسته، گلیکوژن و سلولز در یک موجود زنده انجام می‌دهند، چه فرضیاتی می‌توانید داشته باشید؟ این سوال را با همکلاسی های خود در میان بگذارید.

§ 6. لیپیدها

1. چه موادی مانند چربی را می شناسید؟

2. چه غذاهایی پرچرب هستند؟

3. نقش چربی ها در بدن چیست؟

لیپیدها(از یونانی. لیپوماتیک- چربی) - گروه گسترده ای از مواد چربی مانند که در آب نامحلول هستند. بیشتر لیپیدها از اسیدهای چرب با وزن مولکولی بالا و گلیسرول الکل تری هیدریک تشکیل شده اند (شکل 7).

لیپیدها بدون استثنا در همه سلول ها وجود دارند و عملکردهای بیولوژیکی خاصی را انجام می دهند.

چربی ها- ساده ترین و گسترده ترین لیپیدها - نقش مهمی را ایفا می کنند منبع انرژی. هنگامی که اکسید می شوند، بیش از دو برابر کربوهیدرات ها انرژی می دهند (38.9 کیلوژول برای تجزیه 1 گرم چربی).

برنج. 7. ساختار مولکول تری گلیسیرید

چربی ها شکل اصلی هستند ذخیره سازی چربیدر یک قفس در مهره داران تقریبا نیمی از انرژی مصرف شده توسط سلول ها در حالت استراحت از اکسیداسیون چربی حاصل می شود. از چربی ها می توان به عنوان منبع آب نیز استفاده کرد (وقتی 1 گرم چربی اکسید می شود، بیش از 1 گرم آب تشکیل می شود). این امر به ویژه برای حیوانات قطب شمال و بیابان که در شرایط کمبود آب آزاد زندگی می کنند بسیار ارزشمند است.

لیپیدها به دلیل رسانایی حرارتی کم خود عمل می کنند توابع حفاظتی، یعنی برای عایق کاری ارگانیسم ها استفاده می شود. به عنوان مثال، بسیاری از مهره داران دارای یک لایه چربی زیر جلدی کاملاً مشخص هستند که به آنها امکان می دهد در آب و هوای سرد زندگی کنند، در حالی که در سیتوسیان نیز نقش دیگری ایفا می کند - به شناوری کمک می کند.

لیپیدها انجام می دهند و عملکرد ساختماناز آنجایی که حل نشدن آنها در آب آنها را به اجزای ضروری غشای سلولی تبدیل می کند.

زیاد هورمون ها(مثلا قشر آدرنال، دستگاه تناسلی) مشتقات لیپیدها هستند. بنابراین، لیپیدها دارند عملکرد نظارتی.

لیپیدها چربی ها هورمون ها توابع لیپید: انرژی، ذخیره سازی، حفاظتی، ساختمانی، تنظیمی

سوالات

1. لیپیدها چه موادی هستند؟

2. ساختار اکثر لیپیدها چگونه است؟

3. لیپیدها چه وظایفی را انجام می دهند؟

4. چه سلول ها و بافت هایی از نظر لیپید غنی ترند؟

وظایف

پس از تجزیه و تحلیل متن پاراگراف، توضیح دهید که چرا بسیاری از حیوانات قبل از زمستان، و ماهی های مهاجر قبل از تخم ریزی، تمایل به تجمع چربی بیشتری دارند. مثال هایی از حیوانات و گیاهانی که این پدیده در آنها بارزتر است را ذکر کنید. آیا چربی اضافی همیشه برای بدن مفید است؟ این مشکل را در کلاس مطرح کنید.

§ 7. ترکیب و ساختار پروتئین ها

1. نقش پروتئین ها در بدن چیست؟

2. چه غذاهایی سرشار از پروتئین هستند؟

در میان مواد آلی سنجاب ها، یا پروتئین هابیوپلیمرهای متعدد، متنوع ترین و دارای اهمیت بسیار بالایی هستند. آنها 50 تا 80 درصد از جرم خشک سلول را تشکیل می دهند.

مولکول های پروتئین دارند اندازه های بزرگ، بنابراین نامیده می شوند درشت مولکول ها. علاوه بر کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن، پروتئین ها می توانند حاوی گوگرد، فسفر و آهن باشند. پروتئین ها از نظر تعداد (از صد تا چند هزار)، ترکیب و توالی مونومرها با یکدیگر متفاوت هستند. مونومرهای پروتئینی اسیدهای آمینه هستند (شکل 8).

تنوع بی پایانی از پروتئین ها با ترکیب های مختلف تنها 20 اسید آمینه ایجاد می شود. هر اسید آمینه نام، ساختار و خواص خاص خود را دارد. فرمول کلی آنها را می توان به صورت زیر نشان داد:

یک مولکول اسید آمینه از دو قسمت یکسان برای همه اسیدهای آمینه تشکیل شده است، یکی از آنها یک گروه آمینه (-NH 2) با خواص اساسی، دیگری یک گروه کربوکسیل (-COOH) با خواص اسیدی. بخشی از مولکول به نام رادیکال (R) ساختار متفاوتی برای اسیدهای آمینه مختلف دارد. وجود گروه های بازی و اسیدی در یک مولکول اسید آمینه، واکنش پذیری بالای آنها را تعیین می کند. از طریق این گروه ها، اسیدهای آمینه برای تشکیل پروتئین ترکیب می شوند. در این حالت، یک مولکول آب ظاهر می شود و الکترون های آزاد شده تشکیل می شوند پیوند پپتیدی. به همین دلیل پروتئین نامیده می شود پلی پپتیدها.

برنج. 8. نمونه هایی از ساختار اسیدهای آمینه - مونومرهای مولکول های پروتئین

مولکول های پروتئین می توانند پیکربندی های فضایی متفاوتی داشته باشند - ساختارهای پروتئینیو در ساختار آنها چهار سطح وجود دارد سازمان ساختاری(شکل 9).

توالی اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی است ساختار اولیهسنجاب این برای هر پروتئینی منحصر به فرد است و شکل، خواص و عملکرد آن را تعیین می کند.

اکثر پروتئین ها در نتیجه تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین گروه های CO و NH باقی مانده های اسید آمینه مختلف زنجیره پلی پپتیدی شکل مارپیچ دارند. پیوندهای هیدروژنی ضعیف هستند، اما در ترکیب آنها یک ساختار نسبتاً قوی ایجاد می کنند. این مارپیچ است ساختار ثانویهسنجاب

ساختار سوم- "بسته بندی" فضایی سه بعدی زنجیره پلی پپتیدی. در نتیجه، یک پیکربندی عجیب اما خاص برای هر پروتئین ایجاد می شود - گلبول. استحکام ساختار سوم توسط پیوندهای مختلفی که بین رادیکال های اسید آمینه ایجاد می شود، تامین می شود.

برنج. 9. طرح ساختار یک مولکول پروتئین: I، II، III، IV - ساختارهای اولیه، ثانویه، سوم، چهارم

ساختار کواترنریبرای همه پروتئین ها معمولی نیست. در نتیجه ترکیب چندین ماکرومولکول با ساختار سوم در یک مجتمع پیچیده ایجاد می شود. به عنوان مثال، هموگلوبین خون انسان مجموعه ای از چهار ماکرومولکول پروتئینی است (شکل 10).

این پیچیدگی ساختار مولکول های پروتئین با انواع عملکردهای ذاتی این بیوپلیمرها همراه است.

نقض ساختار طبیعی پروتئین نامیده می شود دناتوره سازی(شکل 11). این می تواند تحت تأثیر دما، مواد شیمیایی، انرژی تابشی و عوامل دیگر رخ دهد. با یک ضربه ضعیف، فقط ساختار چهارتایی، با ساختار قوی تر، سوم و سپس ثانویه شکسته می شود و پروتئین به شکل یک زنجیره پلی پپتیدی باقی می ماند.

برنج. 10. طرح ساختار مولکول هموگلوبین

این فرآیند تا حدی قابل برگشت است: اگر ساختار اولیه از بین نرود، پروتئین دناتوره شده قادر به بازیابی ساختار خود است. نتیجه این است که تمام ویژگی های ساختاری یک ماکرومولکول پروتئین توسط ساختار اولیه آن تعیین می شود.

جز پروتئین های ساده، که فقط از اسیدهای آمینه تشکیل شده است، نیز وجود دارد پروتئین های پیچیدهکه ممکن است شامل کربوهیدرات باشد ( گلیکوپروتئین ها، چربی ها ( لیپوپروتئین ها)، اسیدهای نوکلئیک ( نوکلئوپروتئین ها) و غیره.

نقش پروتئین ها در زندگی سلولی بسیار زیاد است. زیست شناسی مدرننشان داد که شباهت و تفاوت موجودات در نهایت توسط مجموعه ای از پروتئین ها مشخص می شود. موجودات نزدیکتر به یکدیگر هستند موقعیت سیستماتیکهر چه پروتئین های آنها شبیه تر باشد.

برنج. 11. دناتوره شدن پروتئین

پروتئین ها یا پروتئین ها پروتئین های ساده و پیچیده آمینو اسید. پلی پپتید. ساختارهای اولیه، ثانویه، سوم و چهارم پروتئین ها

سوالات

1. به چه موادی پروتئین یا پروتئین می گویند؟

2. ساختار اولیه پروتئین چیست؟

3. ساختارهای پروتئینی ثانویه، سوم و چهارم چگونه تشکیل می شوند؟

4. دناتوره شدن پروتئین چیست؟

5. پروتئین ها بر چه اساسی به ساده و پیچیده تقسیم می شوند؟

وظایف

آیا می دانید چه پروتئینی؟ تخم مرغعمدتا از پروتئین تشکیل شده است. به تغییر ساختار پروتئین در تخم مرغ آب پز فکر کنید. مثال‌های دیگری را که برایتان شناخته شده است، زمانی که ساختار یک پروتئین می‌تواند تغییر کند، بیاورید.

§ 8. عملکرد پروتئین ها

1. عملکرد کربوهیدرات ها چیست؟

2. چه وظایف پروتئین ها را می دانید؟

پروتئین ها عملکردهای بسیار مهم و متنوعی را انجام می دهند. این امر عمدتاً به دلیل تنوع اشکال و ترکیب خود پروتئین ها امکان پذیر است.

یکی از مهمترین وظایف مولکول های پروتئین است ساخت و ساز (پلاستیک). پروتئین ها بخشی از تمام غشای سلولی و اندامک های سلولی هستند. بیشتر پروتئین از دیواره رگ های خونی، غضروف، تاندون ها، مو و ناخن ها تشکیل شده است.

واجد اهمیت زیاد کاتالیزوری، یا عملکرد آنزیمی، پروتئین. پروتئین های ویژه - آنزیم ها قادر به تسریع واکنش های بیوشیمیایی در سلول ده ها و صدها میلیون بار هستند. حدود هزار آنزیم شناخته شده است. هر واکنش توسط یک آنزیم خاص کاتالیز می شود. در ادامه با این موضوع بیشتر آشنا خواهید شد.

عملکرد موتورانجام پروتئین های انقباضی خاص به لطف آنها، مژک ها و تاژک ها در تک یاخته ها حرکت می کنند، کروموزوم ها در طول تقسیم سلولی حرکت می کنند، ماهیچه ها در موجودات چند سلولی منقبض می شوند و انواع دیگر حرکت در موجودات زنده بهبود می یابد.

مهم است عملکرد حمل و نقلپروتئین ها بنابراین، هموگلوبین اکسیژن را از ریه ها به سلول های دیگر بافت ها و اندام ها می رساند. در ماهیچه ها، علاوه بر هموگلوبین، پروتئین انتقال گاز دیگری نیز وجود دارد - میوگلوبین. پروتئین های سرم به انتقال لیپیدها و اسیدهای چرب از نظر بیولوژیکی مختلف کمک می کنند مواد فعال. پروتئین های انتقال دهنده در غشای خارجی سلول ها مواد مختلفی را از محیط به داخل سیتوپلاسم حمل می کنند.

پروتئین های خاص انجام می دهند عملکرد حفاظتی. آنها از بدن در برابر هجوم پروتئین ها و میکروارگانیسم های خارجی و آسیب محافظت می کنند. بنابراین، آنتی بادی های تولید شده توسط لنفوسیت ها پروتئین های خارجی را مسدود می کنند. فیبرین و ترومبین از بدن در برابر از دست دادن خون محافظت می کنند.

عملکرد تنظیمیذاتی پروتئین ها هورمون ها. آنها غلظت ثابتی از مواد را در خون و سلول ها حفظ می کنند، در رشد، تولید مثل و سایر فرآیندهای حیاتی شرکت می کنند. به عنوان مثال، انسولین سطح قند خون را تنظیم می کند.

پروتئین ها نیز دارند عملکرد سیگنالینگ. پروتئین ها در غشای سلولی تعبیه شده اند که می توانند ساختار سوم خود را در پاسخ به عملکرد عوامل تغییر دهند. محیط خارجی. بدین ترتیب سیگنال ها از محیط خارجی دریافت می شود و اطلاعات به سلول منتقل می شود.

پروتئین ها می توانند عمل کنند عملکرد انرژی، یکی از منابع انرژی در سلول است. با تجزیه کامل 1 گرم پروتئین به محصولات نهایی، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود. با این حال، پروتئین ها به ندرت به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. اسیدهای آمینه آزاد شده در طول تجزیه مولکول های پروتئین برای ساخت پروتئین های جدید استفاده می شود.

وظایف پروتئین ها: ساختمان، موتور، حمل و نقل، حفاظتی، تنظیمی، سیگنالینگ، انرژی، کاتالیزوری. هورمون. آنزیم

سوالات

1. چه چیزی تنوع عملکرد پروتئین را توضیح می دهد؟

2. چه وظایف پروتئین ها را می دانید؟

3. پروتئین های هورمونی چه نقشی دارند؟

4. وظیفه پروتئین های آنزیمی چیست؟

5. چرا پروتئین ها به ندرت به عنوان منبع انرژی استفاده می شوند؟

§ 9. اسیدهای نوکلئیک

1. نقش هسته در سلول چیست؟

2. انتقال صفات ارثی با کدام اندامک های سلولی مرتبط است؟

3. به چه موادی اسید می گویند؟

اسیدهای نوکلئیک(از لات هسته– هسته) ابتدا در هسته لکوسیت ها یافت شد. متعاقباً مشخص شد که اسیدهای نوکلئیک در تمام سلول ها، نه تنها در هسته، بلکه در سیتوپلاسم و اندامک های مختلف نیز وجود دارد.

دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد - دئوکسی ریبونوکلئیک(به اختصار DNA) و ریبونوکلئیک(به اختصار RNA). تفاوت در نام ها به این دلیل است که مولکول DNA حاوی کربوهیدرات است. دئوکسی ریبوزو مولکول RNA ریبوز.

اسیدهای نوکلئیک بیوپلیمرهایی هستند که از مونومرها ساخته شده اند. نوکلئوتیدها. مونومرها-نوکلئوتیدهای DNA و RNA ساختار مشابهی دارند.

هر نوکلئوتید از سه جزء تشکیل شده است که با پیوندهای شیمیایی قوی به هم متصل شده اند. این هست پایه نیتروژنی، کربوهیدرات(ریبوز یا دئوکسی ریبوز) و باقی مانده اسید فسفریک(شکل 12).

قسمت مولکول های DNAچهار نوع پایه نیتروژنی وجود دارد: آدنین، گوانین، سیتوزینیا تیمین. آنها نام نوکلئوتیدهای مربوطه را تعیین می کنند: آدنیل (A)، گوانیل (G)، سیتیدیل (C) و تیمیدیل (T) (شکل 13).

برنج. 12. طرح ساختار نوکلئوتیدها - مونومرهای DNA (A) و RNA (B)

هر رشته DNA یک پلی نوکلئوتید است که از چند ده هزار نوکلئوتید تشکیل شده است.

مولکول DNA ساختار پیچیده ای دارد. از دو زنجیر پیچ خورده مارپیچ تشکیل شده است که در تمام طول توسط پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل می شوند. این ساختار که منحصر به مولکول های DNA است نامیده می شود مارپیچ دوتایی.

برنج. 13. نوکلئوتیدهای DNA

برنج. 14. اتصال مکمل نوکلئوتیدها

در طول تشکیل مارپیچ دوگانه DNA، بازهای نیتروژنی یک رشته به ترتیبی کاملاً مشخص در برابر بازهای نیتروژنی رشته دیگر قرار می گیرند. در این مورد، یک نظم مهم آشکار می شود: تیمین زنجیره دیگر همیشه در برابر آدنین یک زنجیره قرار دارد و سیتوزین همیشه در برابر گوانین قرار دارد و بالعکس. این به این دلیل است که جفت‌های نوکلئوتیدی آدنین و تیمین و همچنین گوانین و سیتوزین کاملاً با یکدیگر مطابقت دارند و اضافی هستند یا مکمل(از لات مکملاضافه) به یکدیگر. خود قانون نامیده می شود اصل مکمل بودن. در این مورد، همیشه دو پیوند هیدروژنی بین آدنین و تیمین و سه پیوند بین گوانین و سیتوزین ظاهر می شود (شکل 14).

بنابراین در هر موجودی تعداد آدنیل نوکلئوتیدها برابر با تعداد تیمیدیل و تعداد نوکلئوتیدهای گوانیل برابر با تعداد سیتیدیل است. با دانستن توالی نوکلئوتیدها در یک رشته DNA، می توان از اصل مکمل بودن برای تعیین ترتیب نوکلئوتیدها در رشته دیگر استفاده کرد.

با کمک چهار نوع نوکلئوتید در DNA، تمام اطلاعات مربوط به بدن ثبت می شود که به نسل های بعدی به ارث می رسد. به عبارت دیگر DNA حامل اطلاعات ارثی است.

مولکول های DNA عمدتاً در هسته سلول ها یافت می شوند، اما مقدار کمی در میتوکندری ها و پلاستیدها یافت می شود.

مولکول RNA، بر خلاف مولکول DNA، پلیمری است که از یک زنجیره واحد با اندازه های بسیار کوچکتر تشکیل شده است.

مونومرهای RNA نوکلئوتیدهایی هستند که از یک ریبوز، یک باقیمانده اسید فسفریک و یکی از چهار باز نیتروژن تشکیل شده اند. سه باز نیتروژنی - آدنین، گوانین و سیتوزین - مانند DNA هستند و چهارمین اوراسیل.

تشکیل پلیمر RNA از طریق پیوندهای کووالانسی بین ریبوز و باقی مانده اسید فسفریک نوکلئوتیدهای همسایه اتفاق می افتد.

سه نوع RNA وجود دارد که از نظر ساختار، اندازه مولکول ها، مکان در سلول و عملکردهای انجام شده متفاوت است.

RNA ریبوزومی (rRNA) بخشی از ریبوزوم ها هستند و در تشکیل مراکز فعال آنها که فرآیند بیوسنتز پروتئین در آنجا انجام می شود، شرکت می کنند.

انتقال RNA ها (tRNA) - کوچکترین اندازه - اسیدهای آمینه را به محل سنتز پروتئین منتقل می کند.

اطلاعاتی، یا ماتریس، RNA (mRNA) در بخشی از یکی از زنجیره های مولکول DNA سنتز می شوند و اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین را از هسته سلول به ریبوزوم ها منتقل می کنند، جایی که این اطلاعات محقق می شود.

بدین ترتیب، انواع مختلف RNA یک سیستم عملکردی واحد است که با هدف اجرای اطلاعات ارثی از طریق سنتز پروتئین انجام می شود.

مولکول های RNA در هسته، سیتوپلاسم، ریبوزوم ها، میتوکندری ها و پلاستیدهای سلول یافت می شوند.

اسید نوکلئیک. دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یا DNA. ریبونوکلئیک اسید یا RNA. بازهای نیتروژنی: آدنین، گوانین، سیتوزین، تیمین، اوراسیل، نوکلئوتید. مارپیچ دوتایی. مکمل بودن. انتقال RNA (tRNA). RNA ریبوزومی (rRNA). RNA پیام رسان (mRNA)

سوالات

1. ساختار نوکلئوتید چیست؟

2. ساختار مولکول DNA چگونه است؟

3. اصل مکمل بودن چیست؟

4. چه چیزی مشترک است و چه تفاوت هایی در ساختار مولکول های DNA و RNA وجود دارد؟

5. چه نوع مولکول های RNA را می شناسید؟ وظایف آنها چیست؟

وظایف

1. پاراگراف خود را برنامه ریزی کنید.

2. دانشمندان دریافته اند که یک قطعه از یک زنجیره DNA دارای ترکیب زیر است: C-G G A T T C C. با استفاده از اصل مکمل، زنجیره دوم را تکمیل کنید.

3. در طول مطالعه مشخص شد که در مولکول DNA مورد مطالعه، آدنین ها 26 درصد از تعداد کل بازهای نیتروژنی را تشکیل می دهند. تعداد بازهای نیتروژنی دیگر را در این مولکول بشمارید.