Біополімери нуклеїнові кислоти, АТФ та. Біополімери. Нуклеїнові кислоти. АТФ Атф біополімер записати його мономери
Цитологія
Основні положення клітинної теорії. Клітина – структурна та функціональна одиниця живого стор.
Органічні речовини клітини: ліпіди, АТФ, біополімери (вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти) та їх роль клітині. стор.5
Ферменти, їх роль процесі життєдіяльності стр.7
Особливості будови клітин прокаріотів та еукаріотів стор.
Основні структурні компоненти клітини 11
Поверхневий апарат клітини стор.
Транспорт молекул через мембрани стор.
Рецепторна функція та її механізм стор.
Структура та функції клітинних контактів стор.
Локомоторна та індивідуалізуюча функції ПАК стор.
Органели загального значення. Ендоплазматична мережа стор.
Комплекс Гольджі стор.
Лізосоми стор.
Пероксисоми стор.
Мітохондрії стор. 26
Рибосоми стор.27
Пластиди стор.28
Клітинний центр стор.
Органели спеціального значення стор.
Ядро клітини. Будова та функції стор.
Обмін речовин та перетворення енергії у клітині стор.
Хемосинтез стор. 36
Основні положення клітинної теорії. Клітина – структурна та функціональна одиниця живого.
Цитологія - наука про клітини. Цитологія вивчає будову та хімічний склад клітини, функції внутрішньоклітинних структур, функції клітин в організмі тварин, рослин, розмноження та розвиток клітин. З 5 царств органічного світу, тільки царство Віруси, представлені формами живого, немає клітинного будови. Інші чотири царства мають клітинну будову: царство Бактерії поєднують прокаріотів - доядерні форми. Ядерні форми - еукаріоти, до них відносяться царства Гриби, Рослини, Тварини. Основні положення клітинної теорії: Клітина –функціональна та структурна одиниця живого. Клітина –елементарна система – основа будови та життєдіяльності організму. Відкриття клітини пов'язане із відкриттям мікроскопа: 1665р. -Гук винайшов мікроскоп і на зрізі пробки побачив комірки, які він назвав клітинами. 1674р. -А. Левінгук уперше виявив у воді одноклітинні організми. Початок 19 ст. -Я. Пуркіньє назвав протоплазмою речовину, яка заповнює клітину. 1831р. -Броун виявив ядро. 1838-1839гг. -Шван сформулював основні положення клітинної теорії. Основні положення клітинної теорії:
1. Клітина –Основна структурна одиниця всіх організмів.
2. Процес утворення клітинобумовлюється зростанням, розвитком та диференціюванням рослинних та тваринних клітин.
1858р. -вийшла праця Вірхова "Целюлярна патологія", в якій він пов'язав патологічні зміни в організмі зі змінами у будові клітин, поклавши основу патології - початку теоретичної та практичної медицини. Кінець 19в. -Бер відкрив яйцеклітину, показавши, що всі живі організми беруть початок із однієї клітини (зіготи). Було виявлено складну будову клітини, описано органоїди, вивчено мітоз. Початок 20 ст. -стало зрозумілим значення клітинних структур та передачі спадкових якостей. Сучасна клітинна теорія включає такі положення:
Клітина –основна одиниця будови та розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого.
Клітинивсіх одноклітинних та багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основним проявом життєдіяльності та обміну речовин.
Розмноження клітинвідбувається шляхом поділу, і кожна нова клітина утворюється шляхом поділу вихідної (материнської) клітини.
У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізованіза функціями, що виконуються, і утворюють тканини. З тканин складаються органи, які пов'язані між собою та підпорядковані нервовим та гуморальним системам регуляції.
Клітина –є відкритою системою для всіх живих організмів, для якої характерні потоки речовини, енергії та інформації, пов'язані з обміном речовин (ассиміляцією та дисиміляцією). Самооновленняздійснюється внаслідок обміну речовин. Саморегуляціяскладає рівні обмінних процесів за принципом зворотний зв'язок. СамовідтворенняКлітини забезпечується при її розмноженні на основі потоку речовини, енергії та інформації. Клітина та клітинна будова забезпечує:
Завдяки великій поверхні – сприятливі умови обміну речовин.
Найкраще зберігання та передача спадкової інформації.
Здатність організмів зберігати та передавати енергію та перетворювати її на роботу.
Поступова заміна всього організму (багатоклітинного) відмираючих частин без заміни всього організму.
У багатоклітинному організмі спеціалізація клітин забезпечує широку пристосованість організму та його еволюційні можливості.
Клітини мають структурна подібність, тобто. подібність різних рівнях: атомарному, молекулярному, надмолекулярном тощо. Клітини мають функціональна схожість, єдність хімічних процесів метаболізму
Вуглеводи- це органічні сполуки, до складу яких входять вуглець, водень та кисень. Вуглеводи поділяються на моно-, ді-і полісахариди.
Моносахариди - прості цукру, що складаються з 3 і більше атомів С. Моносахариди: глюкоза, рибоза та дезоксирибозу. Чи не гідролізуються, можуть кристалізуватися, розчиняються у воді, мають солодкий смак
Полісахариди утворюються внаслідок полімеризації моносахаридів. При цьому втрачають здатність до кристалізації, солодкий смак. Приклад – крохмаль, глікоген, целюлоза.
1. Енергетична - це основне джерело енергії у клітині (1 грам=17,6 кДж)
2. структурна-входять до складу оболонок рослинних клітин (целюлоза) та тварин клітин
3. джерело для синтезу інших сполук
4. запасаюча (глікоген - у тварин клітин, крохмаль - у рослинних)
5. сполучна
Ліпіди- складні сполуки гліцерину та жирних кислот. Нерозчинні у воді, лише в органічних розчинниках. Розрізняють прості та складні ліпіди.
Функції ліпідів:
1. структурна – основа, для всіх мембран клітини
2. енергетична (1 г = 37,6 кДж)
3. що запасає
4. теплоізоляційна
5. джерело внутрішньоклітинної води
АТФ -єдина універсальна енергоємна речовина в клітинах рослин, тварин та мікроорганізмів. За допомогою АТФ здійснюється накопичення та транспорт енергії в клітині. До складу АТФ входять: азотна підстава-адеїн, вуглевод рибозу і три залишки фосфорної кислоти. Фосфатні групи з'єднані між собою за допомогою макроергічних зв'язків. Функції АТФ – перенесення енергії.
Білкиє переважною речовиною у всіх живих організмів. Білок - полімер, мономером якого є амінокислоти (20).Амінокислоти з'єднуються в білковій молекулі за допомогою пептидних зв'язків, що утворюються між аміногрупою однієї амінокислоти та карбоксильною групою іншою. Кожна клітина має унікальний набір білків.
Розрізняють кілька рівнів організації білкової молекули. Первиннаструктура-послідовність амінокислот, з'єднаних пептидним зв'язком. Ця структура визначає специфічність білка. Во вторинноїСтруктура молекули має вигляд спіралі, її стійкість забезпечується водневими зв'язками. Третиннаструктура формується в результаті перетворення спіралі на тривимірну кулясту форму - глобулу. Четвертавиникає при поєднанні кілька молекул білків у єдиний комплекс. Функціональна активність білків проявляється в 2,3, або третій структурі.
Структура білків змінюється під впливом різних хімічних речовин (кислоти, лугу, спирту та інших) та фізичних факторів (високої та низької t, випромінювання), ферментів. Якщо за цих змін зберігається первинна структура, процес оборотний і називається денатурація.Руйнування первинної структури називається коагуляцією(Необоротний процес руйнування білка)
Функції білків
1. структурна
2. каталітична
3. скорочувальна (білки актин та міозин у м'язових волокнах)
4. транспортна (гемоглобін)
5. регуляторна (інсулін)
6. сигнальна
7. захисна
8. енергетична (1 г = 17,2 кДж)
Види нуклеїнових кислот. Нуклеїнові кислоти- фосфоровмісні біополімери живих організмів, що забезпечують зберігання та передачу спадкової інформації. Вони були відкриті в 1869 швейцарським біохіміком Ф. Мішером в ядрах лейкоцитів, сперматозоїдів лосося. Згодом нуклеїнові кислоти виявили у всіх рослинних та тваринних клітинах, вірусах, бактеріях та грибах.
У природі існує два види нуклеїнових кислот. дезоксирибонуклеїнові (ДНК)і рибонуклеїнові (РНК).Відмінність у назвах пояснюється тим, що молекула ДНК містить п'ятивуглецевий цукор дезоксирибозу, а молекула РНК – рибозу.
ДНК знаходиться переважно в хромосомах клітинного ядра (99% усієї ДНК клітини), а також у мітохондріях та хлоропластах. РНК входить до складу рибосом; молекули РНК містяться також у цитоплазмі, матриксі пластид та мітохондрій.
Нуклеотиди- Структурні компоненти нуклеїнових кислот. Нуклеїнові кислоти є біополімерами, мономерами яких є нуклеотиди.
Нуклеотиди- Складні речовини. До складу кожного нуклеотиду входить азотна підстава, п'ятивуглецевий цукор (рибоза або дезоксирибоза) і залишок фосфорної кислоти.
Існує п'ять основних азотистих основ: аденін, гуанін, урацил, тимін та цитозин.
ДНК.Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних, спірально закручених щодо один одного ланцюжків.
До складу нуклеотидів молекули ДНК входять чотири види азотистих основ: аденін, гуанін, тимін та цитоцин. У полінуклеотидному ланцюжку сусідні нуклеотиди пов'язані між собою ковалентними зв'язками.
Полінуклеотидний ланцюг ДНК закручений у вигляді спіралі на зразок гвинтових сходів і з'єднаний з іншим, комплементарним ним ланцюгом за допомогою водневих зв'язків, що утворюються між аденіном і тиміном (два зв'язки), а також гуаніном і цитозином (три зв'язки). Нуклеотиди А та Т, Г та Ц називаються комплементарними.
В результаті у кожного організму число аденілових нуклеотидів дорівнює числу тимідилових, а число гуанілових - числу цитидилових. Завдяки цій властивості послідовність нуклеотидів в одному ланцюзі визначає їх послідовність в іншій. Така здатність до виборчого поєднання нуклеотидів називається комплементарністю,і ця властивість лежить в основі утворення нових молекул ДНК на основі вихідної молекули (реплікації,тобто подвоєння).
При зміні умов ДНК, подібно до білків, може піддаватися денатурації, яка називається плавленням. При поступовому поверненні до нормальних умов ДНК ренатурує.
Функцією ДНК є зберігання, передача та відтворення у ряді поколінь генетичної інформації. У ДНК будь-якої клітини закодована інформація про всі білки даного організму, про те, які білки, в якій послідовності та кількості будуть синтезуватися. Послідовність амінокислот у білках записана ДНК так званим генетичним (триплетним) кодом.
Основним властивістю ДНКєїї здатність до реплікації.
Реплікація -це процес самоподвоєння молекул ДНК, що відбувається під контролем ферментів. Реплікація здійснюється перед кожним розподілом ядра. Починається вона з того, що спіраль ДНК тимчасово розкручується під дією ДНК-полімерази. На кожному з ланцюгів, що утворилися після розриву водневих зв'язків, за принципом комплементарності синтезується дочірній ланцюг ДНК. Матеріалом для синтезу є вільні нуклеотиди, які є в ядрі
Таким чином, кожен полінуклеотидний ланцюг виконує роль матрицідля нового комплементарного ланцюга (тому процес подвоєння молекул ДНК відноситься до реакцій матричного синтезу).В результаті виходить дві молекули ДНК, у кожної з яких одна ланцюг залишається від батьківської молекули (половина), а інша - знову синтезована. Причому одна нова ланцюг синтезуються суцільний, а друга - спочатку у вигляді коротких фрагментів, які потім зшиваються в довгий ланцюг спеціальним ферментом - ДНК-лігазою.В результаті реплікації дві нові молекули ДНК є точну копію вихідної молекули.
Біологічний сенс реплікації полягає у точній передачі спадкової інформації від материнської клітини до дочірніх, що відбувається при розподілі соматичних клітин.
РНК.Будова молекул РНК багато в чому подібна до будови молекул ДНК. Проте є й низка істотних відмінностей. У молекулі РНК замість дезоксирибози до складу нуклеотидів входить рибоза, замість тіміділового нуклеотиду (Т) – уридиловий (У). Головна відмінність від ДНК полягає в тому, що молекула РНК є одним ланцюгом. Однак її нуклеотиди здатні утворювати водневі зв'язки між собою (наприклад, у молекулах тРНК, рРНК), але в цьому випадку йдеться про внутрішньоланцюгове з'єднання комплементарних нуклеотидів. Ланцюжки РНК значно коротші за ДНК.
У клітці існує кілька видів РНК, які розрізняються за величиною молекул, структурою, розташуванням у клітці та функцій:
1. Інформаційна (матрична) РНК (іРНК) – переносить генетичну інформацію з ДНК на рибосоми
2. Рибосомна РНК (рРНК) – входить до складу рибосом
3. 3. Транспортна РНК (тРНК) – переносить амінокислоти до рибосом під час синтезу білка
