Biopolümeerid nukleiinhapped, atp ja. Biopolümeerid. Nukleiinhapped. ATP ATP biopolümeer kirjutab üles oma monomeerid
Tsütoloogia
Rakuteooria põhisätted. Rakk on elava lehe struktuurne ja funktsionaalne üksus 1
Raku orgaanilised ained: lipiidid, ATP, biopolümeerid (süsivesikud, valgud, nukleiinhapped) ja nende roll rakus. lk 5
Ensüümid, nende roll eluprotsessis lk 7
Prokarüootide ja eukarüootide rakkude struktuuri tunnused lk 9
Lahtri lehe 11 põhilised struktuurikomponendid
Lahtri pinnaseade lk 12
Molekulide transport läbi membraanide lk 14
Retseptori funktsioon ja selle mehhanism lk 18
Lahtri kontaktide struktuur ja funktsioonid lk 19
AAC liikumis- ja individualiseerimisfunktsioonid lk 20
Üldise tähtsusega organellid. Endoplasmaatiline retikulum, lk 21
Golgi kompleksi lk 23
Lüsosoomid lk 24
Peroksisoomid lk 26
Mitokondrid, lk 26
Ribosoomid lk 27
Plastid lk 28
Lahtrikeskuse leht 28
Erilise tähtsusega organellid lk 29
Raku tuum. Struktuur ja funktsioon lk 29
Ainevahetus ja energia muundamine rakus lk 32
Kemosüntees lk 36
Rakuteooria põhisätted. Rakk on elustiku struktuurne ja funktsionaalne üksus.
Tsütoloogia - rakuteadus. Tsütoloogia uurib raku ehitust ja keemilist koostist, rakusiseste struktuuride funktsioone, rakkude funktsioone loomade, taimede organismis, rakkude paljunemist ja arengut. Viiest orgaanilise maailma kuningriigist ei oma rakulist struktuuri ainult viiruste kuningriik, mida esindavad elusvormid. Ülejäänud 4 kuningriiki on rakulise struktuuriga: Bakterite kuningriiki ühendavad prokarüootid - tuumaeelsed vormid. Tuumavormid - eukarüootid, nende hulka kuuluvad seente, taimede, loomade kuningriigid. Rakuteooria põhisätted: Kamber - elamise funktsionaalne ja struktuuriüksus. Kamber - elementaarsüsteem – keha ehituse ja elutegevuse alus. Raku avastamist seostatakse mikroskoobi avastamisega: 1665 - Hooke leiutas mikroskoobi ja nägi korgilõigul rakke, mida ta nimetas rakkudeks. 1674 - A. Levinguk avastas üherakulised organismid esmakordselt veest. 19. sajandi algus - J. Purkinje nimetas protoplasma aineks, mis täidab rakku. 1831 - Brown avastas tuuma. 1838-1839 - Schwann sõnastas rakuteooria põhisätted. Rakuteooria peamised sätted:
1. Kamber - kõigi organismide peamine struktuuriüksus.
2. Rakkude moodustumise protsess määrab taime- ja loomarakkude kasv, areng ja diferentseerumine.
1858 - Ilmus Virchowi teos "Cellular Pathology", milles ta seostas patoloogilised muutused organismis muutustega rakkude struktuuris, pannes aluse patoloogiale – teoreetilise ja praktilise meditsiini algusele. 19. sajandi lõpp - Baer avastas munaraku, näidates, et kõik elusorganismid pärinevad ühest rakust (sügoodist). Avastati raku keeruline struktuur, kirjeldati organelle ja uuriti mitoosi. 20. sajandi algus - selgus rakuliste struktuuride tähtsus ja pärilike omaduste edasikandumine. Kaasaegne rakuteooria sisaldab järgmisi sätteid:
Kamber - kõigi elusorganismide ehituse ja arengu põhiühik, elu väikseim üksus.
Rakud Kõigist ühe- ja mitmerakulistest organismidest on sarnased struktuuri, keemilise koostise, elutegevuse ja ainevahetuse peamised ilmingud.
rakkude paljunemine toimub jagunemise teel ja iga uus rakk moodustub algse (ema)raku jagunemise teel.
Keerulistes mitmerakulistes organismides rakud on spetsialiseerunud vastavalt nende funktsioonidele ja moodustavad kudesid. Kuded koosnevad organitest, mis on omavahel seotud ja alluvad närvi- ja humoraalsele regulatsioonisüsteemile.
Kamber - on avatud süsteem kõigile elusorganismidele, mida iseloomustavad ainevahetusega (assimilatsioon ja dissimilatsioon) seotud aine-, energia- ja infovood. eneseuuendamine toimub ainevahetuse tulemusena. Eneseregulatsioon viiakse läbi ainevahetusprotsesside tasemel tagasiside põhimõttel. enesepaljundamine rakk saadakse selle paljunemise ajal aine, energia ja teabe voo alusel. Rakk ja raku struktuur pakub:
Tänu suurele pinnale – soodsad tingimused ainevahetuseks.
Parim päriliku teabe säilitamine ja edastamine.
Organismide võime salvestada ja üle kanda energiat ning muuta see tööks.
Surrevate osade järkjärguline kogu organismi (mitmerakuline) asendamine kogu organismi asendamata.
Mitmerakulises organismis tagab rakkude spetsialiseerumine organismi laia kohanemisvõime ja selle evolutsioonilised võimalused.
Rakkudel on struktuurne sarnasus, st. sarnasus erinevatel tasanditel: aatom, molekulaarne, supramolekulaarne jne. Rakkudel on funktsionaalne sarnasus, ainevahetuse keemiliste protsesside ühtsus.
Süsivesikud on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad süsinikku, vesinikku ja hapnikku. Süsivesikud jagunevad mono-, di- ja polüsahhariidideks.
Monosahhariidid - lihtsuhkrud, mis koosnevad 3 või enamast C aatomist Monosahhariidid: glükoos, riboos ja desoksüriboos. Ei hüdrolüüsu, võib kristalliseeruda, vees lahustuv, magusa maitsega
Polüsahhariidid tekivad monosahhariidide polümerisatsiooni tulemusena. Samal ajal kaotavad nad kristalliseerumisvõime, magusa maitse. Näiteks tärklis, glükogeen, tselluloos.
1. Energia on raku peamine energiaallikas (1 gramm = 17,6 kJ)
2. struktuursed - on osa taimerakkude (tselluloosi) ja loomarakkude membraanidest
3. teiste ühendite sünteesi allikas
4. säilitamine (glükogeen - loomarakkudes, tärklis - taimerakkudes)
5. ühendamine
Lipiidid- glütserooli ja rasvhapete kompleksühendid. Vees lahustumatu, ainult orgaanilistes lahustites. Eristage lihtsaid ja keerulisi lipiide.
Lipiidide funktsioonid:
1. struktuurne – kõigi rakumembraanide alus
2. energia (1 g = 37,6 kJ)
3. ladustamine
4. soojusisolatsioon
5. rakusisese vee allikas
ATP -üksik universaalne energiamahukas aine taimede, loomade ja mikroorganismide rakkudes. ATP abil hoitakse ja transporditakse rakus energiat. ATP koosneb lämmastikalusest adeiinist, süsivesikute riboosist ja kolmest fosforhappe jäägist. Fosfaatrühmad on omavahel seotud makroergiliste sidemete abil. ATP funktsioonid on energia ülekandmine.
Oravad on kõigis elusorganismides domineeriv aine. Valk on polümeer, mille monomeer on aminohapped (20). Aminohapped ühendatakse valgumolekulis, kasutades peptiidsidemeid, mis moodustuvad ühe aminohappe aminorühma ja teise karboksüülrühma vahel. Igal rakul on ainulaadne valkude komplekt.
Valgumolekuli organiseerimisel on mitu taset. Esmane struktuur – peptiidsidemega ühendatud aminohapete järjestus. See struktuur määrab valgu spetsiifilisuse. sisse teisejärguline molekuli struktuur on spiraalikujuline, selle stabiilsuse tagavad vesiniksidemed. Tertsiaarne struktuur tekib spiraali muutumise tulemusena ruumiliseks sfääriliseks kujundiks - kerakujuliseks. Kvaternaar tekib siis, kui mitmed valgumolekulid ühinevad üheks kompleksiks. Valkude funktsionaalne aktiivsus avaldub 2, 3 või 3 struktuuris.
Valkude struktuur muutub erinevate kemikaalide (happed, leelised, alkohol jt) ja füüsikaliste tegurite (kõrge ja madal t, kiirgus), ensüümide mõjul. Kui need muudatused säilitavad esmase struktuuri, on protsess pöörduv ja seda kutsutakse denatureerimine. Primaarstruktuuri hävitamist nimetatakse koagulatsioon(pöördumatu valkude lagunemise protsess)
Valkude funktsioonid
1. struktuurne
2. katalüütiline
3. kontraktiilne (valgud aktiin ja müosiin lihaskiududes)
4. transport (hemoglobiin)
5. regulatiivne (insuliin)
6. signaal
7. kaitsev
8. energia (1 g = 17,2 kJ)
Nukleiinhapete tüübid. Nukleiinhapped- elusorganismide fosforit sisaldavad biopolümeerid, mis võimaldavad talletada ja edastada pärilikku teavet. Need avastas 1869. aastal Šveitsi biokeemik F. Miescher leukotsüütide, lõhe spermatosoidide tuumadest. Seejärel leiti nukleiinhappeid kõigist taime- ja loomarakkudest, viirustest, bakteritest ja seentest.
Looduses on kahte tüüpi nukleiinhappeid - desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinne (RNA). Nimede erinevus on seletatav asjaoluga, et DNA molekul sisaldab viie süsinikusisaldusega suhkru desoksüriboosi ja RNA molekul sisaldab riboosi.
DNA paikneb peamiselt raku tuuma kromosoomides (99% kogu raku DNA-st), samuti mitokondrites ja kloroplastides. RNA on osa ribosoomidest; RNA molekule leidub ka tsütoplasmas, plastiidide maatriksis ja mitokondrites.
Nukleotiidid- nukleiinhapete struktuurikomponendid. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid.
Nukleotiidid- komplekssed ained. Iga nukleotiid koosneb lämmastikku sisaldavast alusest, viie süsinikusisaldusega suhkrust (riboos või desoksüriboos) ja fosforhappe jäägist.
Seal on viis peamist lämmastiku alust: adeniin, guaniin, uratsiil, tümiin ja tsütosiin.
DNA. DNA molekul koosneb kahest polünukleotiidahelast, mis on üksteise suhtes spiraalselt keerdunud.
DNA molekuli nukleotiidide koostis sisaldab nelja tüüpi lämmastiku aluseid: adeniin, guaniin, tümiin ja tsütotsiin. Polünukleotiidahelas on külgnevad nukleotiidid seotud kovalentsete sidemetega.
DNA polünukleotiidahel on keerdunud spiraali kujul nagu spiraalne trepp ja ühendatud teise, sellega komplementaarse ahelaga, kasutades vesiniksidemeid, mis on moodustunud adeniini ja tümiini (kaks sidet), samuti guaniini ja tsütosiini (kolm sidet) vahel. Nukleotiide A ja T, G ja C nimetatakse täiendavad.
Selle tulemusena on igas organismis adenüülnukleotiidide arv võrdne tümidüüli arvuga ja guanüülnukleotiidide arv tsütidüüli arvuga. Selle omaduse tõttu määrab nukleotiidide järjestus ühes ahelas nende järjestuse teises. Seda nukleotiide valikulise kombineerimise võimet nimetatakse täiendavus, ja see omadus on algmolekuli põhjal uute DNA molekulide moodustumise aluseks (kordused, st kahekordistamine).
Kui tingimused muutuvad, võib DNA, nagu ka valgud, denatureerida, mida nimetatakse sulamiseks. Järk-järgult normaalsete tingimuste juurde naasmisel DNA renatureerub.
DNA funktsioon on geneetilise teabe salvestamine, edastamine ja reprodutseerimine mitme põlvkonna jooksul. Mis tahes raku DNA kodeerib teavet antud organismi kõigi valkude kohta, milliseid valke, millises järjestuses ja millises koguses sünteesitakse. Valkude aminohapete järjestus registreeritakse DNA-s nn geneetilise (tripleti) koodiga.
Peamine vara DNA on an selle võime paljuneda.
Replikatsioon - See on DNA molekulide isedubleerumise protsess, mis toimub ensüümide kontrolli all. Replikatsioon toimub enne iga tuumajaotust. See algab tõsiasjaga, et DNA heeliks keritakse ajutiselt lahti DNA polümeraasi ensüümi toimel. Igal ahelal, mis moodustub pärast vesiniksidemete katkemist, sünteesitakse komplementaarsuse põhimõttel DNA tütarahel. Sünteesi materjaliks on tuumas olevad vabad nukleotiidid.
Seega mängib rolli iga polünukleotiidahel maatriksid uue komplementaarse ahela jaoks (seetõttu viitab DNA molekulide kahekordistamise protsess reaktsioonidele maatriksi süntees). Tulemuseks on kaks DNA molekuli, millest igaüks "üks ahel jääb lähtemolekulist (pool) alles ja teine sünteesitakse äsja. Veelgi enam, üks uus ahel sünteesitakse pidevana ja teine - kõigepealt lühikeste fragmentide kujul, mis seejärel õmmeldakse pika ahelaga spetsiaalne ensüüm - DNA ligaas.Replikatsiooni tulemusena on kaks uut DNA molekuli originaalmolekuli täpne koopia.
Replikatsiooni bioloogiline tähendus seisneb päriliku informatsiooni täpses ülekandmises emarakust tütarrakkudele, mis toimub somaatiliste rakkude jagunemisel.
RNA. RNA molekulide struktuur on paljuski sarnane DNA molekulide ehitusega. Siiski on ka mitmeid olulisi erinevusi. RNA molekulis sisaldab desoksüriboosi asemel nukleotiidide koostis riboosi ja tümidüülnukleotiidi (T) asemel uridüüli (U). Peamine erinevus DNA-st seisneb selles, et RNA molekul on üheahelaline. Selle nukleotiidid on aga võimelised moodustama üksteisega vesiniksidemeid (näiteks tRNA, rRNA molekulides), kuid antud juhul räägime komplementaarsete nukleotiidide ahelasisesest ühendusest. RNA ahelad on palju lühemad kui DNA.
Rakus on mitut tüüpi RNA-d, mis erinevad molekulide suuruse, struktuuri, asukoha rakus ja funktsioonide poolest:
1. Info (maatriks) RNA (mRNA) – kannab geneetilise informatsiooni DNA-st ribosoomidesse
2. Ribosomaalne RNA (rRNA) – on osa ribosoomidest
3. 3. Transfer RNA (tRNA) - kannab aminohappeid ribosoomidesse valgusünteesi käigus
