4. lecke - studopediya
Tárgy: A szervezet az energia áramlását és információk a sejtben.
Célkitűzés: A tanulmány legfontosabb tulajdonsága az élő - a csere az anyag és az energia, ami abban nyilvánul meg a különböző szinteken a szervezet.
Beállítás az önálló
1. Az asszimiláció és disszimiláció az élő sejtekben, a kapcsolatuk, a biológiai jelentősége. asszimiláció és disszimiláció termékeket.
2. típusai asszimiláció (autotróf, heterotróf, mixotróf)
3. fotoszintézist. Fotoszintézisre képes organizmusok.
4. chemosynthesis. Közötti hasonlóságok és különbségek Fényképészeti és chemosynthesis.
5. szerkezete, funkciója és ATP képződése.
6. típusai disszimilációs (aerob és anaerob). Légzés és erjedés. Ellentétben légzés fermentációval.
7. jellemzői a főbb lépéseit energia metabolizmus (előkészítő, glikolízis, hidrolízis).
8. Jellemzői a szerkezetét a DNS és RNS. RNS típusok. Kodon antikodont. Definíció, szerkezet, elhelyezkedés biomolekulák.
9. hely az első információk a bioszintézis a fehérjék. A szükséges feltételek fehérjék bioszintézisére.
10. Kiindulási fehérjeszintézis: transzkripció, feldolgozása, a szerepe az RNS-polimeráz transzkripciós. A promoter és transzkripciós terminátor.
11. Broadcasting és végrehajtását.
12. A formáció a primer, szekunder, tercier és kvaterner fehérje szerkezetét. Sejtszervecskék amennyiben ezt a folyamatot végezzük.
13. Fill táblázat 7., 8., 9., 10., 11. (lásd ábra. 2. függelék).
Anyagcsere és energiaátalakító cella (anyagcsere) - a legfontosabb tulajdonság az élet. Ez egy gyűjtemény kémiai reakciók előforduló sejtek felszívódását vagy az energia felszabadulása.
Asszimiláció (anabolizmus) - a gyűjtemény az összes folyamat a szintézis a komplex szerves anyagok kíséretében energiaelnyelés (endoterm folyamat). Ez a műanyag anyagcserét. képződött különböző anyagok.
Disszimilációs (katabolizmus) - beállított hasítási reakciók; átmenet anyagok energiában gazdag, egyszerű, kevesebb energiát gazdag (exoterm folyamat). Ez az energia csere. a kialakulását különböző típusú energia.
Asszimiláció és disszimilációs ellentétes oldalán azonos folyamat - metabolizmus. asszimiláció reakciók energiára van szükségük, ami jön a reakcióit disszimilációs; és disszimilációs reakciók igényel folyamatos enzimek szintézisére képződnek a asszimilációs reakciókban.
A készlet reakciók asszimiláció és disszimiláció alapját a tevékenység élőlények és okoz a környezettel.
A természet az asszimiláció megkülönböztetni autotróf, heterotróf szervezetek és mixotróf. Autotróf - olyan organizmusok, amelyek szintetizálnak szerves vegyületek szervetlen. Ezek különböző energiaforrások (az energia a napfény, vagy kémiai folyamatok) a gyártási szénhidrátok, zsírok, fehérjék élet fenntartásához szükséges. Ez mind organizmusok klorofill tartalmú (kék-zöld alga, barna algák, magasabb rendű növények), és egyes baktériumokban.
Heterotrófia használatra kész szerves vegyületek, mint az élelmiszer, majd annak mechanikai és kémiai feldolgozás. Heterotrófia mind állatok, gombák. Mixotrophy - képes organizmusok mind a szerves vegyületek szintézisét és azok használatáról kész formában (Euglena zöld).
A fotoszintézis - szerves vegyületek szintézisét a zöld növényekben a víz és a szén-dioxid használata által elnyelt napenergia a klorofill. A (tilakoidok) a reakció lefutása a fény által okozott (fény) és a stroma - reakció nem kapcsolódó fény (a sötét vagy szén rögzítés reakció).
Light-függő reakciókat fotoszintézist. Ez történik a tilakoidok kloroplasztiszok részvételével a napfény és a klorofill molekulák. Abban felszívódását fénykvantumot klorofill molekula egy elektron gerjesztett állapotban, és emelkedik a magasabb energia szintet. Ezzel egyidejűleg, a fotolízis víz fordul elő, hogy a H forma + ionokat és OH -.
A gerjesztett elektron csatlakozik a H + ion. visszaállítva N. További atom alakult két H atom csatlakozik nikotinamiddinukleotidfosfatom (NADP), és csökkent a NADPH · H2. Az elektronok a hidroxid-ionok kerülnek vissza a klorofill molekula gerjesztett helyére, és a maguk hidroxid ionok alakítjuk szabad gyököket, és, kölcsönhatásban áll egymással alkotnak vízre és szabad oxigénre.
A folyamat során átmenetek protonok felhalmozódnak belül a kloroplaszt grana membránt, és az elektronok a külső felületén, így egy potenciális különbség. Amikor a potenciális különbség elér egy kritikus szintet, a protonok áthalad a membránon, speciális csatornák, amelyek olyan enzimek, melyek szintetizáló ATP.
Így a kapott könnyű fázist a következő folyamatok játszódnak le: fotolízise víz oxigén fejlődésével, hasznosítás NADP, ATP szintézis.
Sötét fázisban a fotoszintézis nem függ a fény és folyik a stroma kloroplasztisz, mint a fény és a sötét. A tárolt energia a világos fázisban, használják szintézisére monoszacharid szén-dioxid (a levegőből nyerik a sztómák) és hidrogén (lehasítjuk NADP · H2) összetett enzimes reakciók a Calvin-ciklus:
Chemosynthesis - szerves vegyületek szintézisét szervetlen kémiai energia folyamatok (redox reakciók). Ezzel szemben a fotoszintetikus autotróf segítségével fényenergia chemosynthetic autotróf hasznosítani az energiát a redox reakciók. Azáltal chemoautotrophs néhány baktérium (nitrifikáló, kén baktériumok vasbaktériumok).
Jellege által disszimilációs megkülönböztetni aerob és anaerob mikroorganizmusok. Aerobok - organizmusok esetén alkalmazható oxidációs (légzés) szabad oxigén. Légzés - gyűjteménye folyamatok, amelyek közötti gázcsere a szervezet és a külső környezet (külső légzés) és az oxidatív folyamatokat a sejtekben a kiadás energia (a belső vagy a sejtlégzést). A felszabaduló energia oxidációs szerves anyagok, biztosítja a különböző életfolyamatok. Az anaerobok - organizmusok elvégzett oxidációs anyagok jelenléte nélkül az oxigén. Lehet különböző erjedés. alkohol (végtermék - etil-alkohol), tejsav (végtermék - tejsav), propionsav (végtermék - propionsav).
Szénhidrátok, zsírok, fehérjék lehasadása, majd oxidációval. A felszabaduló energia rögzített formájában energiában gazdag ATP molekulák kötéseket, amelyek hordozók az energia egyik folyamat egy másik. ATP szintézis megy végbe a mitokondriumban a folyamat oxidatív foszforiláció (ATP képződése ADP bevonásával foszfát) eredményeként a Krebs-ciklus. ATP egy nukleotid adenin, a ribóz és a trifoszfát.
Szakaszai energia-anyagcsere:
1. Az előkészítő szakaszban. Ez fekszik a lebontás a fehérjék, zsírok, szénhidrátok monomerek. Az embereknél, ez történik a gyomor-bél traktus hatására emésztőenzimek. Ebben az esetben ez áll csak hőenergia. Fehérjék hasítunk aminosavak, lipidek - a glicerin és a zsírsavak, a keményítő - a glükóz.
2. Glikolízis (anoxikus szakaszban) hajtjuk végre a sejt citoplazmájában. Jön különböző enzimek. Ez akkor fordul elő anaerob emésztése 1 molekula glukóz, hogy két molekula piroszőlősav. Ez termel 2 molekula ATP, ami 35% -a az energia 1 glükóz molekula.
Anaerob körülmények között, glükóz van osztva két molekula tejsav, vagy etil-alkoholt, vagy a propionsav. Ezt a folyamatot nevezik erjedés.
3. hidrolízise (oxigén) fázisban végezzük a mitokondriumokban, csatlakozik a mátrix és a belső membrán a mitokondriumok. Ez akkor fordul elő végső oxidációja piroszőlősav, különböző enzimek, hogy a szén-dioxid és víz, hogy regenerálják a teljes maradék energia a Krebs-ciklus (trikarbonsav ciklusban, citromsav-ciklus). Ez termel 36 ATP molekulák.
A vezető szerepet tölt be a tárolás és az információáramlás tartozik a nukleinsavak. Minden nukleotid molekula foszforsavat, pentóz és az egyik a négy nitrogéntartalmú bázisok: adenin (A), guanin (G), citozin (C), timin (T) vagy uracil (U). Áramkör váltakozó nukleotidok csatlakoztatva, foszfodiészter kötéseken keresztül, amely a primer szerkezetét nukleinsavak.
DNS a biopolimer két lánc nukleotidok, amelyek eltérő szerkezetűek foszforsav molekulák közé tartoznak a nitrogén-bázisok, és a dezoxiribóz: A, T, G, C DNS lehet másodlagos és harmadlagos szerkezetének. A másodlagos szerkezete DNS - kettős hélix: Két áramkör egymást kiegészítő, antiparalel, csavart, hogy a megfelelő spirál nitrogéntartalmú bázisok csatlakozott hidrogénkötések belülről, kívülről - foszfát-cukor takarmány.
RNS-t egy-egy láncot nukleotidok, amelyek közé tartozik a ribóz és a nitrogéntartalmú bázisok: A, G, C, U. RNS nem képes a replikációra. Számos típusú RNS:
1) a mátrix (mRNS) vagy információ (mRNS) RNS - metabolikusan labilis másolatot egy gén vagy gének csoportja, hogy van egy másodlagos (rövid hélix) és harmadlagos szerkezetének (komplexeket képez fehérjék - informasoma);
2) a riboszóma RNS (rRNS) - alkot egy riboszóma, hogy van egy másodlagos (rövid által alkotott csavarvonal 1-lánc komplementaritást elvet nem figyelhető meg) és a tercier szerkezetet (komplexeket képez fehérjék - amelyek formában doméneket riboszomális alegység).
3) transzfer RNS (tRNS) - hordozzák az aminosav a riboszóma, a másodlagos szerkezet formájában egy lóhere alakú; antikodon - molekulák tRNS része, amely három nukleotid, és a „ismeri” megfelelő része a három nukleotid a mRNS molekula, amely kölcsönhatásba lép a komplementer.
A transzkripció a genetikai információ DNS-ből történő másolásának folyamata az RNS kialakulásával. Ez egy enzim-RNS polimeráz segítségével történik, amely a DNS-láncok egy példányát másolja és a komplementaritás elvére hat.
A DNS kezdeti részét, amelyről a transzkripció kezdődik, a promoternek nevezzük. Ehhez hozzáadnak olyan fehérjéket, amelyek megkönnyítik a transzkripció kialakulását és a transzkripciós enzim RNS polimerázt. Az operátor olyan DNS-régió, amely kötődik a transzkripciós fehérjékhez. Az operátort strukturális gének kapcsolják össze. amely az intronok és az exonok egymás utáni helyeit tartalmazza. A gének egyes részeinek különböző funkciói vannak. A helyek egyik csoportja informatív, a másik nem informatív. A tájékoztató jellegűek közé tartoznak a strukturális gének, amelyek információt hordoznak a polipeptidlánc vagy a nem mátrixos RNS (r-RNS, t-RNS) szerkezetére; Nem tájékoztató jellegűek más funkciókat, és nem tartalmaznak genetikai információkat. De sok szerkezeti génben, különösen az eukariótákban, a genetikai információt időnként rögzítik. Az információt hordozó strukturális gének helyszíneit exonoknak nevezik. és nem informatív - intronok. A transzkripton végén nukleotidok sorozata - terminátor. ami egyfajta jel a transzkripció végére.
A transzkripciós folyamat három fázisra osztható:
1. Megindítás. RNS-polimeráz enzim kapcsolódik a promoterhez, a DNS hélix letekeredik 1 fordulatot, és kezd szintetizálni rövid fragmentumok, RNS, hogy hasítjuk: van abortív transzkripciót. Miután elérte az RNS-termék egy bizonyos tömegét, produktív transzkripció kezdődik.
2. Nyúlás. RNS-polimeráz végighalad az egész DNS-templát és olvas csak egy láncot. Minden egymást követő nukleotid-pár komplementer bázis a templát DNS, és az RNS-polimeráz „megköt” betöltött egyre lánc RNS foszfodiészter-kötések. Az ATP energiája szükséges az RNS polimeráz mozgásához.
3. Megszüntetés. Az RNS polimeráz eléri a DNS-terminátor nukleotidszekvenciáit, amelyek stop jelek. A transzkripció befejezése után a szintetizált RNS-t elválasztják a DNS-ből. Ebben a szakaszban az RNS a DNS pontos másolata, és proforma RNS-nek nevezik (pro-és -RNS).
A pro-and-RNA magjában az érés vagy a feldolgozás színpadja halad. A feldolgozás három műveletet tartalmaz:
1. Inaktív területek (intronok) vágása és információs helyek (exonok) RNS-összekapcsolása.
2. A pro- és az RNS végső régióinak módosítása i-RNS képződésével.
A transzkripció során a DNS genetikai szövegét átírják a nukleotidok és az RNS-ek szekvenciájában.
Fordítás - a fehérje szintézise, a DNS-kód és az i-RNS genetikai információinak transzlációja az aminosavszekvenciába. A fehérje bioszintézisében 20 aminosav érintett. Minden aminosavat 3 nukleotid - egy triplet vagy egy kodon kódol.
A fordítási folyamat 4 szakaszból áll:
1. Az aminosavak aktiválása. aminosav komplex és t-RNS (aminoacil-t-RNS) képződik.
2. Megindítás. kötődését mRNS riboszomális kis alegység és nagy alegység a riboszómakötő kezdeti készlet amino-acil-t-RNS-t; tRNS antikodon komplementer egy kodon kezdetben m-RNS nagy alegységében a riboszóma 2 aktív területe (amino-acil, és peptidil).
3. Nyúlás. a polipeptidlánc növekedése
- szállítási aktivált aminosav a riboszóma (at amino-acil-rész) még folyamatban van a felismerés, amíg teljes komplementaritás a komplex szerinti aminosav-tRNS zárva a riboszóma;
- peptidkötést képez (az eredeti aminosav egy másik aminosavhoz kapcsolódik);
- transzlokáció: enzimek katalizálják a mozgását, a peptidil-tRNS aminoacil részének egy peptidil rész, kiszorítja a betöltetlen tRNS, ahol a peptidil-tRNS meghúzza a m-RNS; képződött dipeptid, továbbá kiolvassa a következő triplett és a lánchosszabbítási lépést addig ismételjük, amíg a terminál hármasok.
4. Megszüntetés. amikor a terminál triplettek enzimekkel felismerni és hasítani azok polipeptid tRNS szerdán, míg a m-RNS felszabadul a riboszóma és az is szabadul ki a tápközegbe.
A fehérjemolekulák eltérő szerkezetűek. Az elsődleges, másodlagos, tercier és kvaterner szerkezetek megkülönböztethetők. A fehérje elsődleges szerkezete kovalens kötésekkel rendelkező polipeptidlánc. Diszulfid hidak is kialakíthatók: két szomszédos kéntartalmú aminosav képződik. A fehérje másodlagos szerkezete - # 945, - tekercsek (1 tekercs - 3,6 aminosav) és # 946; -struktúrák (zigzag megjelenésűek, ahol nagy koncentrációban kéntartalmú aminosavak képződnek) hidrogénkötések kialakulása jellemzi. Tercier fehérje szerkezet - fehérjecsomagolás háromdimenziós térben. A legtöbb fehérje globuláris szerkezetű (globula-csomó), számos fehérje - fibrilláris (fibrilláris-filamentum), és sok fehérje köztes formában van. A kvaterner szerkezet csak az oligomer (legfeljebb 50 aminosavból álló) fehérje jellegzetessége, amely több alegységből (légzőszervi enzimekből) áll. De a fehérje bármilyen szerkezete meghatározza aminosavszekvenciáját.