چرا مولکول های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها و لیپیدها فقط در سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟ چه چیزی اول شد: اسید نوکلئیک یا پروتئین چه موادی مانند چربی را می شناسید؟
صفحه فعلی: 2 (کتاب در مجموع 16 صفحه دارد) [بخش خواندنی موجود: 11 صفحه]
زیست شناسی- علوم زیستی یکی از قدیمی ترین علوم است. انسان در طول هزاران سال دانش درباره موجودات زنده انباشته کرده است. 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، ریاضی و غیره مرتبط می کند، به طور فزاینده ای در حال افزایش است و در نتیجه ادغام، بیوفیزیک، بیوشیمی، زیست شناسی فضایی و غیره به وجود آمد.
در حال حاضر زیست شناسی یک علم پیچیده است که در نتیجه تمایز و ادغام رشته های مختلف شکل گرفته است.
در زیست شناسی از روش های مختلف تحقیق استفاده می شود: مشاهده، آزمایش، مقایسه و غیره.
زیست شناسی موجودات زنده را مطالعه می کند. آنها سیستم های بیولوژیکی باز هستند که انرژی و مواد مغذی را از محیط دریافت می کنند. موجودات زنده به تأثیرات خارجی پاسخ می دهند، حاوی تمام اطلاعات مورد نیاز برای رشد و تولید مثل هستند و با یک زیستگاه خاص سازگار هستند.
همه سیستم های زنده، صرف نظر از سطح سازمان، دارند ویژگی های مشترک، 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
سطح مولکولی را می توان اولین و 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) است که به آنها مولکول های بیولوژیکی می گویند. زیست شناسان نقش این ترکیبات بیولوژیکی ضروری را در رشد و نمو موجودات، ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، متابولیسم و تبدیل انرژی در سلول های زنده و سایر فرآیندها مطالعه می کنند.
در این فصل یاد خواهید گرفت
پلیمرهای زیستی چیست؟
مولکول های زیستی چه ساختاری دارند؟
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. اتم و مولکول به چه چیزهایی گفته می شود؟
3. چه مواد آلی را می شناسید؟
هر سیستم زنده ای، مهم نیست که چقدر سازمان یافته باشد، خود را در سطح عملکرد درشت مولکول های بیولوژیکی نشان می دهد.
با مطالعه موجودات زنده، متوجه شدید که آنها از یکسان تشکیل شده اند عناصر شیمیایی، به عنوان بی جان. 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 شامل کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن است. این عناصر هستند که مولکول های (ترکیبات) به اصطلاح را تشکیل می دهند مواد آلی.
اساس همه ترکیبات آلیکربن خدمت می کند. می تواند با بسیاری از اتم ها و گروه های آنها تماس پیدا کند و زنجیره هایی را تشکیل دهد که در آنها متفاوت است ترکیب شیمیایی، ساختار، طول و شکل. مولکول ها از گروه هایی از اتم ها تشکیل می شوند و از دومی - مولکول های پیچیده تر که 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 سیاست های- 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: تعداد و تنوع واحدهای مونومر تشکیل دهنده پلیمر. همه آنها جهانی هستند، زیرا طبق یک طرح برای همه موجودات زنده، صرف نظر از گونه، ساخته شده اند.
هر نوع بیوپلیمر با ساختار و عملکرد خاصی مشخص می شود. بله، مولکول ها پروتئین هااصلی هستند عناصر ساختاریسلول ها و تنظیم فرآیندهای رخ داده در آنها. اسیدهای نوکلئیکمشارکت در انتقال اطلاعات ژنتیکی (ارثی) از سلولی به سلول دیگر، از ارگانیسمی به ارگانیسم دیگر. کربوهیدرات هاو چربی هاآنها مهمترین منابع انرژی لازم برای زندگی موجودات هستند.
دقیقا روی سطح مولکولیهمه انواع انرژی تبدیل شده و متابولیسم در سلول اتفاق می افتد. مکانیسم های این فرآیندها نیز برای همه موجودات زنده جهانی است.
در همان زمان، مشخص شد که خواص متنوع پلیمرهای زیستی که همه ارگانیسم‌ها را تشکیل می‌دهند 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 ظاهر می شود. هنگامی که از سلول ها جدا می شوند، مولکول های بیوپلیمر ماهیت بیولوژیکی خود را از دست می دهند و تنها با ویژگی های فیزیکوشیمیایی کلاس ترکیباتی که به آن تعلق دارند مشخص می شوند.
تنها با مطالعه سطح مولکولی می توان فهمید که فرآیندهای منشأ و تکامل حیات در سیاره ما چگونه پیش رفت، اساس مولکولی وراثت و فرآیندهای متابولیک در یک موجود زنده چیست.
تداوم بین سطح مولکولی و سطح 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 سلول به عنوان بیوپلیمر در نظر گرفته می شوند؟
4. منظور از جهانی بودن مولکول های پلیمری زیستی چیست؟
5. تنوع خواص بیوپلیمرهای تشکیل دهنده موجودات زنده چگونه به دست می آید؟
وظایف
بر اساس تجزیه و تحلیل متن پاراگراف، چه الگوهای زیستی را می توان فرموله کرد؟ آنها را با اعضای کلاس بحث کنید.
§ 5. کربوهیدرات ها
1. چه مواد مرتبط با کربوهیدرات ها را می شناسید؟
2. کربوهیدرات ها چه نقشی در یک موجود زنده دارند؟
3. در نتیجه چه فرآیندی کربوهیدرات ها در سلول های گیاهان سبز تشکیل می شوند؟
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 دریافت کردند زیرا اکثر آنها نسبت هیدروژن و اکسیژن در مولکول مشابه مولکول آب دارند. فرمول کلی کربوهیدرات ها Cn (H 2 0) m است.
تمام 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
دیو پلی ساکاریدهااز ترکیب دو یا چند مولکول مونوساکارید تشکیل می شوند. بنابراین، ساکارز(شکر نیشکر) مالتوز(شکر مالت) لاکتوز(شیر شکر) – دی ساکاریدها، در نتیجه ادغام دو مولکول مونوساکارید به وجود آمده است. دی ساکاریدها از نظر خواص مشابه مونوساکاریدها هستند. برای مثال هر دو هورونی محلول در آب هستند و طعم شیرینی دارند.
پلی ساکاریدها شامل تعداد زیادیمونوساکاریدها این شامل نشاسته، گلیکوژن، سلولز، کیتینو غیره (شکل 6). با افزایش تعداد 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 عملکردهای حیاتی بدن را تضمین می کند. هنگامی که کربوهیدرات ها زیاد باشد، به عنوان مواد ذخیره (نشاسته، گلیکوژن) در سلول تجمع می یابند و در صورت لزوم توسط بدن به عنوان منبع انرژی استفاده می شوند. افزایش تجزیه کربوهیدرات ها در سلول ها را می توان مشاهده کرد، به عنوان مثال، در طول جوانه زنی بذر، کار شدید ماهیچه ها، و روزه طولانی مدت.
کربوهیدرات ها نیز به عنوان مواد و مصالح ساختمانی. بنابراین، سلولز یک جزء ساختاری مهم 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 از مواد موجود در دیواره سلولی گیاه سلولز است و الیاف پنبه تقریباً سلولز خالص هستند و به همین دلیل از آنها برای تولید منسوجات 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 بیرونی 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 و غضروف 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 به سلول ها اجازه می دهند یکدیگر را بشناسند و برهم کنش داشته باشند.
کربوهیدرات ها یا ساکاریدها مونوساکاریدها دی ساکاریدها پلی ساکاریدها ریبوز. دئوکسی ریبوز گلوکز. فروکتوز. گالاکتوز. ساکارز. مالتوز لاکتوز. نشاسته. گلیکوژن. کیتین
سوالات
1. مولکول های کربوهیدرات چه ترکیب و ساختاری دارند؟
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 "نمودار ساختار پلی ساکاریدها" و متن پاراگراف را تجزیه و تحلیل کنید. بر اساس مقایسه ویژگی‌های ساختاری مولکول‌ها و عملکردهایی که توسط نشاسته، گلیکوژن و سلولز در یک موجود زنده انجام می‌شود، چه فرضیاتی می‌توانید داشته باشید؟ این موضوع را با همکلاسی های خود در میان بگذارید.
§ 6. لیپیدها
1. چه موادی مانند چربی را می شناسید؟
2. چه غذاهایی سرشار از چربی هستند؟
3. نقش چربی ها در بدن چیست؟
لیپیدها(از یونانی لیپوماتیک- چربی) گروه بزرگی از مواد چربی مانند هستند 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 در هنگام 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 (اکسیداسیون 1 گرم چربی بیش از 1 گرم آب تولید می کند). 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 کنند. 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 و در سیتوسیان نیز نقش دیگری ایفا می کند - باعث شناوری می شود.
لیپیدها انجام می دهند و عملکرد ساخت و سازاز آنجایی که حل نشدن آنها در آب آنها را به اجزای ضروری غشای سلولی تبدیل می کند.
زیاد هورمون ها(مثلا قشر آدرنال، غدد جنسی) مشتقات لیپیدی هستند. بنابراین، لیپیدها مشخص می شوند عملکرد تنظیمی.
لیپیدها چربی ها هورمون ها توابع لیپیدها: انرژی، ذخیره سازی، حفاظتی، ساختمانی، تنظیمی
سوالات
1. لیپیدها چه موادی هستند؟
2. بیشتر لیپیدها چه ساختاری دارند؟
3. لیپیدها چه وظایفی را انجام می دهند؟
4. کدام سلول ها و بافت ها 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 از نظر اندازه بزرگ هستند، به همین دلیل به آنها می گویند درشت مولکول ها. علاوه بر کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن، پروتئین ها ممکن است حاوی گوگرد، فسفر و آهن باشند. پروتئین ها از نظر تعداد (از صد تا چند هزار)، ترکیب و توالی مونومرها با یکدیگر تفاوت دارند. مونومرهای پروتئینی اسیدهای آمینه هستند (شکل 8).
تنوع بی‌نهایتی از پروتئین‌ها با ترکیب‌های مختلف تنها از 20 اسید آمینه ایجاد می‌شود. هر اسید آمینه نام، ساختار و خواص خاص خود را دارد. آنها فرمول کلیرا می توان به شکل زیر نشان داد:
یک مولکول آمینو اسید از دو قسمت یکسان با همه اسیدهای آمینه تشکیل شده است که یکی از آنها یک گروه آمینه (-NH 2) با خواص پایه و 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، میزان بالای آنها را تعیین می کند واکنش پذیری. 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 - ساختار پروتئین، و 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 باقیمانده های اسید آمینه مختلف زنجیره پلی پپتیدی شکل مارپیچی دارند. پیوندهای هیدروژنی ضعیف هستند، اما با هم ساختاری نسبتاً قوی ایجاد می کنند. این مارپیچ است ساختار ثانویهسنجاب
ساختار سوم- "بسته بندی" فضایی سه بعدی یک زنجیره پلی پپتیدی. نتیجه یک پیکربندی عجیب اما خاص برای هر پروتئین است - گلبول. استحکام ساختار سوم توسط پیوندهای مختلفی که بین رادیکال های اسید آمینه ایجاد می شود تضمین می شود.
برنج. 9. طرح ساختار یک مولکول پروتئین: I، II، III، IV - ساختارهای اولیه، ثانویه، سوم، چهارم
ساختار کواترنریبرای همه پروتئین ها معمول 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 تنوع عملکردهای ذاتی این پلیمرهای زیستی مرتبط است.
نقض ساختار طبیعی یک پروتئین نامیده می شود دناتوره سازی(شکل 11). این می تواند تحت تأثیر دما رخ دهد، مواد شیمیایی، انرژی تابشی و عوامل دیگر. با یک ضربه ضعیف، فقط ساختار چهارتایی متلاشی می شود، با ضربه قوی تر، سوم و سپس ثانویه، 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.
بجز 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 یک سلول بسیار زیاد است. زیست شناسی مدرننشان داد که شباهت ها و تفاوت های موجود بین موجودات در نهایت توسط مجموعه پروتئین ها تعیین می شود. هر چه موجودات زنده در موقعیت سیستماتیک به یکدیگر نزدیکتر باشند، پروتئین های آنها شبیه تر است.
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
می دانید که سفیده تخم مرغ عمدتاً از پروتئین تشکیل شده است. به این فکر کنید که چه چیزی تغییر در ساختار پروتئین تخم مرغ آب پز را توضیح می دهد. مثال های دیگری را که می دانید در مورد مکان هایی که ساختار پروتئین می تواند 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 تا حد زیادی به دلیل تنوع شکل ها 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. دیواره رگ های خونی، غضروف، تاندون ها، موها و ناخن ها عمدتاً از پروتئین تشکیل شده است.
واجد اهمیت زیاد کاتالیزوری، یا عملکرد آنزیمی، پروتئین. پروتئین های ویژه - آنزیم ها قادر به تسریع واکنش های بیوشیمیایی در سلول ها 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 سایر بافت ها و اندام ها می رساند. در ماهیچه ها، علاوه بر هموگلوبین، پروتئین انتقال گاز دیگری نیز وجود دارد - میوگلوبین. پروتئین های سرم انتقال لیپیدها و اسیدهای چرب را که از نظر بیولوژیکی متنوع هستند، ترویج می کنند مواد فعال. پروتئین های انتقال دهنده در غشای بیرونی 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 قند خون را تنظیم می کند.
پروتئین ها نیز دارند عملکرد سیگنالینگ. غشای سلولی حاوی پروتئین هایی است که می توانند ساختار سوم خود را در پاسخ به عوامل محیطی تغییر دهند. بدین ترتیب سیگنال ها از محیط خارجی دریافت می شوند و اطلاعات به سلول منتقل می شود.
پروتئین ها می توانند عمل کنند عملکرد انرژی، یکی از منابع انرژی در سلول است. هنگامی که 1 گرم پروتئین به طور کامل به محصولات نهایی تجزیه می شود، 17.6 کیلوژول انرژی آزاد می شود. با این حال، پروتئین ها به ندرت به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. آمینو اسیدهایی که هنگام شکسته شدن مولکول های پروتئین آزاد می شوند برای ساخت پروتئین های جدید استفاده می شوند.
توابع پروتئین ها: ساخت و ساز، 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 شناسید؟
3. پروتئین های هورمونی چه نقشی دارند؟
4. پروتئین های آنزیمی چه عملکردی دارند؟
5. چرا پروتئین ها به ندرت به عنوان منبع انرژی استفاده می شوند؟
§ 9. اسیدهای نوکلئیک
1. نقش هسته در یک سلول چیست؟
2. انتقال ویژگی های ارثی با چه اندامک های سلولی مرتبط است؟
3. به چه موادی اسید می گویند؟
اسیدهای نوکلئیک(از لات هسته– هسته) اولین بار در هسته لکوسیت ها کشف 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 با این واقعیت توضیح داده می شود که مولکول DNA حاوی کربوهیدرات است دئوکسی ریبوز، و مولکول RNA است ریبوز.
اسیدهای نوکلئیک بیوپلیمرهایی هستند که از مونومرها تشکیل شده اند. نوکلئوتیدها. مونومرهای نوکلئوتیدی 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 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 خود توسط پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل شده اند. این ساختار، که فقط مشخصه مولکول های DNA است، نامیده می شود مارپیچ دوتایی.
برنج. 13. نوکلئوتیدهای DNA
برنج. 14. اتصال مکمل نوکلئوتیدها
هنگامی که یک مارپیچ دوگانه DNA تشکیل می شود، پایه های نیتروژنی یک زنجیره به ترتیب کاملاً مشخصی در مقابل بازهای نیتروژنی زنجیره دیگر قرار می گیرند. در این مورد، یک الگوی مهم آشکار می شود: تیمین یک زنجیره دیگر همیشه در مقابل آدنین یک زنجیره قرار دارد، سیتوزین همیشه در مقابل گوانین قرار دارد و بالعکس. این با این واقعیت توضیح داده می شود که جفت های نوکلئوتیدی آدنین و تیمین و همچنین گوانین و سیتوزین کاملاً با یکدیگر مطابقت دارند و مکمل یکدیگر هستند. مکمل(از لات مکمل- اضافه)، یکدیگر. و خود الگو نامیده می شود اصل مکمل بودن. در این مورد، همیشه دو پیوند هیدروژنی بین آدنین و تیمین، و سه پیوند بین گوانین و سیتوزین ایجاد می شود (شکل 14).
در نتیجه، در هر موجودی تعداد آدنیل نوکلئوتیدها برابر با تعداد نوکلئوتیدهای تیمیدیل و تعداد نوکلئوتیدهای گوانیل برابر با تعداد نوکلئوتیدهای سیتیدیل است. با دانستن توالی نوکلئوتیدها در یک زنجیره DNA، می توان از اصل مکمل بودن برای تعیین ترتیب نوکلئوتیدها در زنجیره دیگر استفاده کرد.
با کمک چهار نوع نوکلئوتید، DNA تمام اطلاعات مربوط به بدن را ثبت می کند که به نسل های بعدی منتقل می شود. به عبارت دیگر DNA حامل اطلاعات ارثی است.
مولکول های DNA عمدتاً در هسته سلول ها یافت می شوند، اما مقادیر کمی در میتوکندری ها و پلاستیدها یافت می شوند.
یک مولکول RNA، بر خلاف مولکول DNA، پلیمری است که از یک زنجیره واحد با ابعاد بسیار کوچکتر تشکیل شده است.
مونومرهای RNA نوکلئوتیدهایی هستند که از ریبوز، باقیمانده اسید فسفریک و یکی از چهار باز نیتروژنی تشکیل شده اند. سه باز نیتروژنی - آدنین، گوانین و سیتوزین - مانند DNA هستند و چهارمین - اوراسیل.
تشکیل یک 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 مولکولی، مکان در سلول و عملکردهای انجام شده متفاوت است.
RNA ریبوزومی (rRNA) بخشی از ریبوزوم ها هستند و در تشکیل مراکز فعال آنها شرکت می کنند، جایی که فرآیند بیوسنتز پروتئین اتفاق می افتد.
انتقال RNA ها (tRNA) - کوچکترین اندازه - اسیدهای آمینه را به محل سنتز پروتئین منتقل می کند.
اطلاعات، یا الگو، RNA (mRNA) روی 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 پیاده سازی می شود.
بنابراین، انواع مختلف RNA نشان دهنده یک سیستم عملکردی واحد با هدف اجرای اطلاعات ارثی از طریق سنتز پروتئین است.
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 نیتروژن: 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. شباهت ها و تفاوت های ساختار مولکول های DNA و RNA چیست؟
5. چه نوع مولکول های RNA را می شناسید؟ وظایف آنها چیست؟
وظایف
1. پاراگراف خود را مشخص کنید.
2. دانشمندان دریافته اند که قطعه ای از یک زنجیره DNA دارای ترکیب زیر است: C-G G A A A T T C C. با استفاده از اصل مکمل بودن، زنجیره دوم را تکمیل کنید.
3. در طول مطالعه، مشخص شد که در مولکول DNA مورد مطالعه، آدنین ها 26 درصد از تعداد کلپایه های نیتروژنی تعداد بازهای نیتروژنی دیگر را در این مولکول بشمارید.
به ریشه نگاه کن!
کوزما پروتکوف
چه عناصر شیمیایی یک سلول زنده را تشکیل می دهند؟ قندها و لیپیدها چه نقشی دارند؟ ساختار پروتئین ها چگونه است و مولکول های آنها چگونه شکل فضایی خاصی به دست می آورند؟ آنزیم ها چیست و چگونه سوبستراهای خود را تشخیص می دهند؟ ساختار مولکول های RNA و DNA چیست؟ چه ویژگی های مولکول DNA به آن اجازه می دهد نقش حامل اطلاعات ژنتیکی را ایفا کند؟
درس-سخنرانی
ترکیب ساختاری و مولکولی موجودات زنده. ما آشنایی خود را با سیستم های زنده از سطح ژنتیک مولکولی آغاز می کنیم. این سطح مولکول هایی است که اساس ساختاری و عملکردی سلول های موجودات زنده را تشکیل می دهند.
رتروویروس ویروس ها اشکال هندسی شگفت انگیزی را نشان می دهند!
به یاد داشته باشید که از تمام عناصر شناخته شده موجود در جدول تناوبی D.I. مندلیف، حدود 80 نفر در یک سلول زنده یافت شدند، علاوه بر این، در میان آنها حتی یک مورد وجود ندارد که در طبیعت بی جان وجود نداشته باشد. این یکی از دلایل مشترک بودن طبیعت زنده و بی جان است.
بیش از 90 درصد از جرم یک سلول از کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. گوگرد، فسفر، پتاسیم، سدیم، کلسیم، منیزیم، آهن و کلر در مقادیر بسیار کمتری در سلول یافت می شود. همه عناصر دیگر (روی، مس، ید، فلوئور، کبالت، منگنز و غیره) روی هم بیش از 0.02٪ از توده سلولی را تشکیل نمی دهند. به همین دلیل به آنها ریز عناصر می گویند. ریز عناصر بخشی از هورمون ها، آنزیم ها و ویتامین ها هستند، یعنی ترکیباتی با فعالیت بیولوژیکی بالا.
به عنوان مثال، کمبود ید در بدن که برای تولید هورمون تیروئید - تیروکسین ضروری است، منجر به کاهش تولید این هورمون و در نتیجه ایجاد بیماری های جدی از جمله کرتینیسم می شود.
بیشتر محتویات سلول آب است. بسیاری از مواد به شکل محلول های آبی وارد سلول یا خارج می شوند؛ بیشتر واکنش های درون سلولی نیز در محیط آبی رخ می دهد. علاوه بر این، آب به طور مستقیم در تعدادی از واکنش های شیمیایی، اهدای یون های H + یا OH - به ترکیبات حاصل. آب به دلیل ظرفیت گرمایی بالای خود، دمای داخل سلول را تثبیت می کند و وابستگی آن به نوسانات دما در محیط اطراف سلول را کاهش می دهد.
علاوه بر آب که 70 درصد حجم سلول را تشکیل می دهد، حاوی مواد آلی - ترکیبات کربنی نیز می باشد. در میان آنها مولکول های کوچکی وجود دارد که حاوی حداکثر 30 اتم کربن و درشت مولکول است. اولی شامل قندهای ساده (مونوساکاریدها)، لیپیدها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها است. آنها به عنوان اجزای ساختاری برای ساخت ماکرومولکول ها عمل می کنند و علاوه بر این، نقش مهمی در فرآیندهای متابولیک و انرژی یک سلول زنده دارند.
و با این حال، اساس زندگی در سطح مولکولی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک است که در مورد آنها با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.
اسیدهای آمینه و پروتئین ها. سنجاب ها نقش ویژه ای در طبیعت زنده دارند. آنها به عنوان ماده ساختمانی سلول عمل می کنند و تقریباً هیچ یک از فرآیندهایی که در سلول ها اتفاق می افتد بدون مشارکت آنها نمی تواند رخ دهد.
یک مولکول پروتئین زنجیره ای از اسیدهای آمینه است و تعداد حلقه های چنین زنجیره ای می تواند از ده ها تا چندین هزار متغیر باشد. آمینو اسیدهای مجاور به یکدیگر مرتبط هستند نوع خاص پیوند شیمیایی، که نامیده می شود پپتید. این پیوند در طول فرآیند سنتز پروتئین، زمانی که گروه کربوکسیل یک اسید آمینه به گروه آمینه مجاور یک اسید آمینه دیگر متصل می شود، تشکیل می شود (شکل 32).
برنج. 32. پیوند پپتیدی
همه 20 نوع اسید آمینه در ساخت پروتئین ها نقش دارند. با این حال، ترتیب تناوب آنها در زنجیره پروتئین بسیار متفاوت است، که این فرصت را برای تعداد زیادی از ترکیبات، و در نتیجه، برای ساخت انواع متعددی از مولکول های پروتئین ایجاد می کند. لازم به ذکر است که فقط گیاهان قادر به سنتز 20 اسید آمینه لازم برای ساخت پروتئین هستند. حیوانات با خوردن گیاهان تعدادی آمینو اسید به نام اسیدهای آمینه ضروری به دست می آورند.
توالی اسیدهای آمینه در یک مولکول پروتئین به صورت نشان داده می شود ساختار اولیهسنجاب (شکل 33). نیز وجود دارد ساختار ثانویهپروتئین، که به عنوان ماهیت آرایش فضایی قطعات منفرد زنجیره اسید آمینه درک می شود. در ساختار ثانویه، بخش هایی از مولکول پروتئین به شکل مارپیچ یا لایه های چین خورده است. در تشکیل آنها، نقش مهمی توسط پیوندهای هیدروژنی ایجاد شده بین اکسیژن و هیدروژن پیوندهای پپتیدی (-N-H...0=C-) اسیدهای آمینه مختلف ایفا می شود.
برنج. 33. ساختار پروتئین
زیر ساختار سومپروتئین به آرایش فضایی کل زنجیره اسید آمینه اشاره دارد.
ساختار سوم ارتباط مستقیمی با شکل مولکول پروتئین دارد که می تواند نخ مانند یا گرد باشد. در حالت دوم، مولکول به گونه‌ای تا می‌شود که نواحی آبگریز آن در داخل و گروه‌های آبدوست قطبی آن روی سطح قرار دارند. ساختار فضایی حاصل نامیده می شود گلبول.
در نهایت، برخی از پروتئین ها ممکن است حاوی چندین گلبول باشند که هر کدام از آنها توسط زنجیره مستقلی از اسیدهای آمینه تشکیل شده است. ترکیب چندین گلبول در یک مجموعه واحد با این اصطلاح مشخص می شود ساختار چهارتاییسنجاب به عنوان مثال، مولکول پروتئین هموگلوبین شامل چهار گلبول حاوی یک بخش غیر پروتئینی - هم است.
یک مولکول پروتئین قادر به خودسازماندهی به یک ساختار فضایی پیچیده است، که پیکربندی آن خاص است و توسط توالی اسیدهای آمینه، یعنی ساختار اولیه پروتئین تعیین می شود.
خود سازماندهی یکی از این موارد است خواص منحصر به فردپروتئین ها، که زیربنای بسیاری از عملکردهایی است که انجام می دهند. به طور خاص، مکانیسم تشخیص توسط آنزیم ها (کاتالیزورهای بیولوژیکی) خود بر اساس ویژگی ساختار فضایی مولکول پروتئین است. لایه، یعنی مولکولی که پس از برهمکنش با آنزیم، دچار دگرگونی های شیمیایی خاصی شده و به تولید - محصول.
آنزیم ها پروتئین هایی هستند که بخش خاصی از مولکول آن مرکز فعال را تشکیل می دهد. این یک سوبسترای خاص به یک آنزیم معین را متصل می کند و آن را به یک محصول تبدیل می کند. در این حالت، آنزیم قادر است بستر خود را به دلیل پیکربندی فضایی خاص مرکز فعال، مخصوص هر آنزیم تشخیص دهد. می توانید تصور کنید که بستر مانند کلیدی برای یک قفل با آنزیم مطابقت دارد.
شما متقاعد شده اید که تمام خواص یک پروتئین بر اساس ساختار اولیه آن است - توالی اسیدهای آمینه در مولکول. می توان آن را با کلمه ای مقایسه کرد که در یک الفبای متشکل از 20 حرف اسید آمینه نوشته شده است. و اگر کلمات وجود داشته باشد، ممکن است رمزی وجود داشته باشد که با آن بتوان این کلمات را رمزگذاری کرد. چگونه؟ آشنایی با ساختار اسیدهای نوکلئیک به پاسخ به این سوال کمک می کند.
نوکلئوتیدها و اسیدهای نوکلئیک. نوکلئوتیدها از یک ترکیب حلقوی حاوی نیتروژن (پایه نیتروژن)، یک قند پنج کربنه و یک باقیمانده اسید فسفریک تشکیل شده اند. ماکرومولکول های اسید نوکلئیک از آنها ساخته می شوند.
ترکیب مولکول ها RNA(ریبونوکلئیک اسید) شامل نوکلئوتیدهایی است که بر روی ریبوز قند ساخته شده و حاوی آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و اوراسیل (U) به عنوان بازهای نیتروژنی هستند. نوکلئوتیدهایی که یک مولکول را می سازند DNA(دئوکسی ریبونوکلئیک اسید)، حاوی دئوکسی ریبوز و به جای اوراسیل - تیمین (T) است.
پیوند نوکلئوتیدها به یکدیگر در یک مولکول DNA (RNA) به دلیل اتصال باقی مانده فسفر یک نوکلئوتید با دئوکسی ریبوز (ریبوز) نوکلئوتید دیگر رخ می دهد (شکل 34).
برنج. 34. ترکیب زنجیره ای و ساختار مولکول DNA
در جریان مطالعات ترکیب مولکول های DNA، مشخص شد که در هر یک از آنها تعداد بازهای نیتروژنی آدنین (A) برابر با تعداد تیمین (T) و تعداد گوانین (G) برابر است. به تعداد سیتوزین (C). این کشف به عنوان پیش نیازی برای ایجاد مدلی از مولکول DNA - مارپیچ دوگانه معروف - توسط جی. واتسون و اف. کریک در سال 1953 خدمت کرد.
طبق این مدل، مولکول DNA از دو زنجیره تشکیل شده است که به شکل یک مارپیچ سمت راست تا شده اند (شکل 35).
برنج. 35. مدل ساختار DNA
هر زنجیره حاوی دنباله ای از نوکلئوتیدها است که به طور دقیق (مکمل) با دنباله زنجیره دیگر مطابقت دارد. این مطابقت با حضور پیوندهای هیدروژنی بین پایه های نیتروژنی دو زنجیره که به سمت یکدیگر هدایت می شوند - A و T یا G و C به دست می آید.
ارتباط بین جفت های دیگر از بازهای نیتروژنی غیرممکن است، زیرا ساختار فضایی مولکول های بازهای نیتروژنی به گونه ای است که فقط A و T و همچنین G و C می توانند به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند تا پیوندهای هیدروژنی با یکدیگر ایجاد کنند.
مهمترین ویژگی DNA امکان تکرار خود آن است - همانند سازی، که با مشارکت گروهی از آنزیم ها انجام می شود (شکل 36).
برنج. 36. طرح تکثیر DNA
در مناطق خاصی، از جمله در یکی از انتهای یک مولکول DNA مارپیچ دو رشته ای، پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره ها شکسته می شود. از هم جدا می شوند و آرام می شوند.
این فرآیند به تدریج کل مولکول را در بر می گیرد. از آنجایی که زنجیره های مولکول اصلی روی آنها، مانند یک ماتریس، از زنجیره های موجود در محیطنوکلئوتیدها، زنجیره های دختر ساخته می شوند. مونتاژ یک زنجیره جدید کاملاً مطابق با اصل مکملیت انجام می شود: در برابر هر A یک T وجود دارد، در برابر G - C و غیره. در نتیجه، دو مولکول DNA جدید به دست می آید که هر یک از آنها یک زنجیره باقی مانده است. مولکول DNA اصلی و دومی یک مولکول جدید است. در این حالت، دو مولکول DNA تشکیل شده در حین همانندسازی با مولکول اصلی یکسان هستند.
توانایی مولکول DNA در خود کپی کردن، مبنای انتقال اطلاعات ارثی توسط موجودات زنده است. توالی بازهای نوکلئوتیدی در یک مولکول DNA به عنوان کدی عمل می کند که اطلاعات مربوط به پروتئین های لازم برای عملکرد بدن را رمزگذاری می کند.
برخلاف DNA، یک مولکول RNA از یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی منفرد تشکیل شده است. انواع مختلفی از RNA وجود دارد که عملکردهای مختلفی را در سلول انجام می دهند. یک کپی RNA از یک بخش از زنجیره DNA اطلاعات یا نامیده می شود RNA پیام رسان(mRNA) و نقش یک واسطه را در انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ساختارهای سلولی سنتز پروتئین - ریبوزوم ایفا می کند. علاوه بر این، سلول حاوی RNA ریبوزومی(rRNA)، که همراه با پروتئین ها ریبوزوم ها را تشکیل می دهند، انتقال RNA ها(tRNA)، انتقال اسیدهای آمینه به محل سنتز پروتئین، و برخی دیگر.
مولکول DNA از دو رشته مکمل نوکلئوتید تشکیل شده است که به صورت مارپیچی پیچیده شده اند که توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شوند. تشکیل A-Tو جفت های G-Cزمینه. توالی نوکلئوتیدی یک زنجیره DNA به عنوان کدی عمل می کند که اطلاعات ژنتیکی را رمزگذاری می کند. رمزگشایی این اطلاعات با مشارکت مولکول های RNA انجام می شود. توانایی DNA در خود کپی (تکثیر) امکان انتقال اطلاعات ژنتیکی را در طبیعت زنده فراهم می کند.
- چرا پروتئین ها را مولکول های حیات می نامند؟
- چه نقشی دارد ساختارهای فضاییپروتئین ها در فرآیندهای حیات سلولی؟
- چه اصلي اساس فرآيندهاي همانندسازي DNA است؟
سوال 1. دانشمندان چه فرآیندهایی را در سطح مولکولی مطالعه می کنند؟
در سطح مولکولی، مهمترین فرآیندهای زندگی بدن مورد مطالعه قرار می گیرد: رشد و تکامل آن، متابولیسم و تبدیل انرژی، ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی، تنوع. واحد ابتداییدر سطح مولکولی، یک ژن به عنوان قطعه ای از یک مولکول اسید نوکلئیک عمل می کند که در آن مقدار معینی از اطلاعات بیولوژیکی به معنای کمی و کیفی ثبت می شود.
سوال 2. چه عناصری در ترکیب موجودات زنده غالب است؟
یک موجود زنده حاوی بیش از 70-80 عنصر شیمیایی است، 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 تکرار شونده 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 چنین موادی بیوپلیمر می گویند. در خارج از یک سیستم زنده، این مواد خواص بیولوژیکی خود را از دست می دهند و زیست پلیمر نیستند.
سوال 4. منظور از جهانی بودن مولکول های بیوپلیمر چیست؟
صرف نظر از سطح پیچیدگی و عملکردهای انجام شده در سلول، همه پلیمرهای زیستی دارای ویژگی های زیر هستند:
مولکول های آنها شاخه های بلند کمی دارند، اما تعداد زیادی شاخه کوتاه دارند.
زنجیره های پلیمری قوی هستند و خود به خود از هم جدا نمی شوند.
قادر به حمل انواع گروه های عاملی و قطعات مولکولی است که فعالیت عملکردی بیوشیمیایی را فراهم می کند، به عنوان مثال، توانایی انجام واکنش های بیوشیمیایی و تبدیل های لازم برای سلول در محیط محلول درون سلولی.
دارای انعطاف پذیری کافی برای تشکیل ساختارهای فضایی بسیار پیچیده لازم برای انجام عملکردهای بیوشیمیایی، به عنوان مثال، برای عملکرد پروتئین ها به عنوان ماشین های مولکولی، اسیدهای نوکلئیک به عنوان مولکول های برنامه ریزی و غیره؛
پیوندهای C-H و C-C بیوپلیمرها، علیرغم استحکامشان، باتری های انرژی الکترونیکی نیز هستند.
ویژگی اصلی پلیمرهای زیستی خطی بودن زنجیره های پلیمری است، زیرا فقط ساختارهای خطی به راحتی از مونومرها رمزگذاری و "مونتاژ" می شوند. علاوه بر این، اگر نخ پلیمری انعطاف پذیر باشد، به راحتی می توان ساختار فضایی مورد نظر را از آن تشکیل داد و پس از استهلاک و شکستن ماشین مولکولی ساخته شده به این روش، می توان آن را به راحتی در عناصر تشکیل دهنده خود جدا کرد تا دوباره از آنها استفاده کنید ترکیب این خواص فقط در پلیمرهای مبتنی بر کربن یافت می شود. تمام پلیمرهای زیستی در سیستم های زنده قابلیت عملکرد دارند خواص خاصو بسیاری از وظایف ضروری را انجام می دهد. خواص بیوپلیمرها به تعداد، ترکیب و ترتیب آرایش مونومرهای تشکیل دهنده آنها بستگی دارد. توانایی تغییر ترکیب و توالی مونومرها در ساختار پلیمری امکان وجود طیف گسترده ای از گزینه های بیوپلیمری را بدون توجه به گونه های ارگانیسم فراهم می کند. در همه موجودات زنده، بیوپلیمرها بر اساس یک طرح واحد ساخته می شوند.
چه عناصری در 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؟
الف) توالی تناوب اسیدهای آمینه
ب) تعداد اسیدهای آمینه موجود در مولکول
ج) شکل ساختار سوم
د) تمام ویژگی های مشخص شده
3. در چه موردی ترکیب یک 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 دئوکسی ریبوز و فسفات
د) نوکلئوتیدها
5. اسیدهای آمینه در یک مولکول پروتئین از طریق:
الف) پیوند یونی
ب) پیوند پپتیدی
ج) پیوند هیدروژنی
6. وظیفه RNA انتقالی چیست؟
الف) اسیدهای آمینه را به ریبوزوم ها منتقل می کند
ب) اطلاعات را از DNA منتقل می کند
ج) ریبوزوم می سازد
د) همه توابع فهرست شده
7. آنزیم ها بیوکاتالیست هایی هستند که شامل موارد زیر هستند:
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) تمام ترکیبات آلی سلول
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 اسیدهای نوکلئیک چیست؟ گزینه ها (اسید آمینه، نوکلئوتید، مولکول پروتئین؟) شامل چه مواردی استترکیب نوکلئوتید
گزینه ها: (اسید آمینه، پایه نیتروژن، باقی مانده اسید فسفریک، کربوهیدرات؟)
لطفا کمکم کن!1-علمی که به مطالعه سلول ها می پردازد:
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 همه مواد آلی، بخش عمده سلول شامل موارد زیر است:
الف) پروتئین ها
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 رنگ سبز را به کلروپلاست می دهد.
5. تجمع و بسته بندی ترکیبات شیمیاییدر قفس انجام می دهند:
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. "کپی" 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 کربن را می گویند:
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 سلولی را نام ببرید.
بارگذاری...