Где синтез белка в клетке

Биосинтез белков идет каждой живой клетке Наиболее активен он молодых растущих клетках, где синтезируются белки на построение их органоидов, а также секреторных клетках, где синтезируются белкиферменты и белкигормоны. Любая живая клетка способна синтезировать белки, и эта способность представляет одно из наиболее важных и характерных ее свойств С особенной энергией идет биосинтез белков период роста и развития клеток В это время активно синтезируются белки для построения клеточных органоидов, мембран Синтезируются ферменты Биосинтез белков идет интенсивно и во многих взрослых, закончивших рост и развитие, клетках, например клетках пищеварительных желез, синтезирующих белкиферменты пепсин, трипсин, или клетках желез внутренней секреции, синтезирующих белкигормоны инсулин, тироксин Способность к синтезу белков присуща не только растущим или секреторным клеткам любая клетка течение всей жизни постоянно синтезирует белки, так как ходе нормальной жизнедеятельности молекулы белков постепенно денатурируются, структура и функции их нарушаются Такие пришедшие негодность молекулы белков удаляются из клетки Взамен синтезируются новые полноценные молекулы, результате состав и деятельность клетки не нарушаются Способность к синтезу белка передается по наследству от клетки к клетке и сохраняется ею течение всей жизни. Термином матрица технике обозначают форму, употребляемую для отливки монет, медалей, типографского шрифта затвердевший металл точности воспроизводит все детали формы, служившей для отливки Матричный синтез напоминает отливку на матрице новые молекулы синтезируются точном соответствии с планом, заложенным структуре уже существующих молекул Матричный принцип лежит основе важнейших синтетических реакций клетки, таких, как синтез нуклеиновых кислот и белков В этих реакциях обеспечивается точная, строго специфичная последовательность мономерных звеньев синтезируемых полимерах Здесь происходит направленное стягивание мономеров определенное место клетки на молекулы, служащие матрицей, где реакция протекает Если бы такие реакции происходили результате случайного столкновения молекул, они протекали бы бесконечно медленно Синтез сложных молекул на основе матричного принципа осуществляется быстро и точно. Вопрос 5 Почему различных клетках какоголибо организма работает только часть генов Все клетки, например, человеческого организма, имеющие одинаковый набор хромосом, способны синтезировать различные белки одних клетках синтез белков идет с помощью одних генов, а других задействованы совсем иные гены Итак, каждой клетке реализуется только часть генетической информации, содержащейся ее генах Разным клеткам организма необходимы разные белки Поэтому каждой клетке реализуется только та часть генетической информации, которая отвечает за синтез именно этих белков. В зависимости от физикохимических свойств, химического состава и значения различают такие протеины. Альбумины К данной группе протеинов относится лактальбумин, легумелин гороха, сывороточный альбумин, лейкозин пшеницы Указанные белки хорошо растворяются воде и растворах солей В клетках выполняют пластические функции. Протеиды зависимости от природы простетической группы классифицируют на нуклео, фосфо, липо, хромо и глюкопротеиды Иногда к ним относят протеидные комплексы.

Жизненным циклом называют совокупность событий от момен та образования клетки результате деления материнской до ее гибели или последующего деления. Механизмы преобладание анаболизма над катаболизмом, сборка органелл и других структур. Морфологические проявления уменьшение ядерноплазмен ного отношения основном, за счет нарастания объема цитоп лазмы, увеличение количества органелл, том числе и специ ального значения, появление включений, приобретение клеткой формы, соответствующей выполняемой функции. Структурные проявления увеличение числа дефектных органелл, появление цитоплазме особого пигмента старения липо фусцина, грубые поломки хромосом хромосомные аберрации. Процесс регулируется не только внутриклеточными упоми навшимися выше специальными генами, но и внеклеточными механизмами с участием лейкоцитов, гормонов, антител.

Биологическое значение наряду с митозом является важ ным фактором, поддерживающим постоянство клеточных попу ляций Обеспечивает удаление из последних генетически дефект ных клеток Играет важную роль формообразовательных процес сах эмбриональном периоде онтогенеза Например, зачатки ко нечностей у зародыша млекопитающего закладываются форме ласт В определенный момент местах, соответствующих будущим межпальцевым промежуткам, происходит запрограммированная массовая гибель клеток, результате чего пальцы обособляются Аналогичным образом образуются лопасти и перфорации у лис тьев растений. В период трансляции происходит реализация генетической информации процессе синтеза белковой молекулы определенной структуры. Инициация В период стадии инициации рибосома сначала представлена двумя отдельными субчастицами, так как для начала процесса необходима рибосома диссоциированная. Под действием фермента пептидилтрансферазы одного из рибосомальных белков между соседними аминокислотами образуются пептидные связи, благодаря которым аминокислотная последовательность постепенно удлиняется Эти реакции требуют дополнительной энергии, высвобождающейся при разрыве двух макроэргических фосфатных связей, поэтому для прикрепления каждой аминокислоты к растущей пептидной цепи общей сложности используются четыре фосфатные связи Таким образом, синтез белка один из самых энергоемких внутриклеточных процессов. На долю белков пищевом рационе приходится 1520, что составляет примерно 90100 сутки, или 1, 01, 5 кг Источниками белка для нас являются продукты животного мясо, рыба, яйца, молоко и продукты из него. Высокомолекулярные пептиды поступают тонкий кишечник, где их дальнейшее переваривание происходит слабощелочной среде рН 7, 8 8, 0 В двенадцатиперстную кишку поступают составе панкреатического сока трипсиноген и химотрипсиноген, первый под воздействием энтерокиназы, выделяемой стенками кишечника, превращается трипсин Затем трипсин переводит химотрипсиноген активный химотрипсин Эти два фермента воздействуют на высокомолекулярные пептиды, превращая их низкомолекулярные, последние под воздействием пептидаз, выделяемых стенками тонкого кишечника, последовательно превращаются дипептиды и свободные аминокислоты. Белки, или протеины что переводе с греческого означает первые или Смотреть страницы где упоминается термин Белок структурных элементов клетки c 515 c 380 c 291 c 170 c 253 c 340 c 34 c 253 c 10 c 66 c 322 c 327 c 200 c 126 Смотреть главы. Белки играют исключительно большую роль процессах жизнедеятельности клетки и организма, им свойственны следующие функции. Запасающие белки Казеин молока, альбумин куриного яйца, ферритин запасает железо селезенке.

На четвертом этапе происходит образование вторичной и третичной структуры белка, то есть формирование окончательной структуры белка. Генетический код свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. Ответ Белки́ высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот, соединённых цепочку пептидной связью В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Если результаты, полученные одним исследователем, вызывают интерес у другого, последний обычно старается повторить эксперимент ином варианте, воспроизвести его на своем излюбленном объекте или более близкой ему экспериментальной ситуации Именно так поступил я вместо того чтобы проверять чужие данные на крысах и мышах, которых использовали мои предшественники, я решил посмотреть, что произойдет, если я подвергну такому же испытанию своих цыплят Этот непрямой способ воспроизведения хорош тем, что сходные результаты, полученные на разных видах животных, имеют самостоятельную ценность и могут быть опубликованы Это равной мере относится и к отличающимся результатам, при публикации которых совершенно не обязательно сталкивать их лоб с ранее полученными данными Учитывая большое разнообразие явлений биологического мира, расхождения между результатами обычно приписывают использованию разных животных например, межвидовым или межлинейным различиям или особенностям экспериментальных условий и не придают им особого значения Поэтому, не встречая опровержения, противоречивые или сомнительные результаты остаются литературе их никто прямо не отрицает, но целом они игнорируются Посвященные, узкая группа специалистов той или иной области, которые проводят много времени на конференциях и семинарах, обсуждая положение дел своей науке, либо совсем не говорят об аномальных результатах, либо сплетничают по их поводу баре после заседания Первым сообщениям об амнестическом эффекте ингибиторов белкового синтеза не придавали значения чаще всего по тем же самым априорным соображениям, которые были причиной моего собственного скепсиса не без борьбы они конце концов добились признания у этих законодателей моды. Как скачать бесплатное сочинение Жми и сохраняй И ссылка на это сочинение Синтез белков клетке уже твоих закладках.

Я люблю Україну Пізнавальнорозважальний захід Ведуча Здоровенькі були, любі друзі Доброго вам здоров я Правда, чудові ці фрази Вони нас зближують. Условия биосинтеза белка трансляция Для непосредственно биосинтеза белка необходимы следующие компоненты. Оперон единица считывания информации у прокариот, это группа структурных генов управляемая одним геномоператором В состав оперона входят структурные гены и функциональные промотор, инициатор, оператор, терминатор На расстоянии от оперона располагается генрегулятор. Синтез белка клетке происходит интерфазе период G1 2 этапа транскрипция, трансляция. Д Задача слайд 16 Одна макромолекула белка гемоглобина состоит из 574 аминокислот, молекуле белка за 1секунду сливается 20 аминокислот Определите за сколько секунд будет синтезироваться белок 574 20.

При планировании урока я исходила из требований стандарта, урок построен соответствии с программным требованиям. Простая диффузия Диффузия представляет собой процесс, при помощи которого газ или растворенные вещества распространяются и заполняют весь доступный объем. Если концентрация вещества по обе стороны мембраны различна, возникает поток частиц, направленный из более концентрированно го раствора разбавленный Диффузия происходит до тех пор, пока концентрация вещества по обе стороны мембраны не выравнивается Через клеточную мембрану проходят как хорошо растворимые воде вещества, так и гидрофобные, плохо или совсем ней нерастворимые. Гидрофобные, хорошо растворимые жирах вещества, диффунди руют благодаря растворению липидах мембраны Вода и вещества хорошо ней растворимые проникают через временные дефекты углеводородной области мембраны, кинки, а также через поры, постоянно существующие гидрофильные участки мембраны. Для решения осмотической проблемы клетки используют два способа они откачивают интерстиций компоненты своего содер жимого или поступающую них воду В большинстве случаев клет ки используют первую возможность откачку веществ, чаше ионов, используя для этого натриевый насос см ниже. В целом объем клеток, не имеющих жестких стенок, определяется тремя факторами а количеством содержащихся них и неспособ ных к проникновению через мембрану веществ концентрацией интерстиций соединений, способных проходить через мембрану соотношением скоростей проникновения и откачки веществ из клетки. Явления фильтрации лежат основе многих физиологических про цессов, таких, например, как образование первичной мочи нефроне, обмен воды между кровью и тканевой жидкостью капиллярах. Ионные каналы могут находиться открытом, закрытом и инактивированном состояниях Переход канала из одного состояния другое управляется или изменением электрической разности потен циалов на мембране, или взаимодействием физиологически активных веществ с рецепторами Соответственно, ионные каналы подразде ляют на потенциалзависимые и рецепторуправляемые Избира.

Облегченная диффузия Через биологические мембраны кроме воды и ионов путем простой диффузии проникают многие вещества от этанола до сложных лекарственных препаратов В то же время даже сранительно небольшие полярные молекулы, например, гликоли, мо носахариды и аминокислоты практически не проникают через мем брану большинства клеток за счет простой диффузии Их перенос осуществляется путем облегченной диффузии Облегченной называется диффузия вещества по градиенту его концентрации, которая осущест вляется при участии особых белковых молекулпереносчиков. В головном мозге работа Na насоса сопряжена с обратным по глощением реабсорбцией медиаторов физиологически активных веществ, которые выделяются из нервных окончаний при действии возбуждающих факторов. Белки единственные органические вещества клетки кроме нуклеиновых кислот, биосинтез которых осуществляется под прямым контролем ее генетического аппарата Сама сборка белковых молекул осуществляется цитоплазме клетки и представляет собой многоэтапный процесс, для которого нужны определенные условия и ряд компонентов. Важнейшим моментом ассимиляции является синтез белков и нуклеиновых кислот Частным случаем анаболизма является фотосинтез, который представляет собой биологический процесс, при котором органическое вещество синтезируется из воды, двуокиси углерода и неорганических солей под влиянием лучистой энергии Солнца Фотосинтез зеленых растениях является автотрофным типом обмена. Углеводы теле микробов используются для синтеза белков и жиров, для построения клеточных оболочек и капсул, а также качестве энергетического материала дыхательных процессах. Центральное место биосинтезе принадлежит синтезу белков см гл Синтез белков, нуклеиновых кислот и других химических соединений необходим для поддержания живых клеток Во все биосинтезы вовлечен. Фосфорные удобрения Соединения фосфора участвуют синтезе аминокислот, белков, жиров, крахмала, сахара и других продуктов обмена непосредственно из неорганических веществ, поступающих из почвы и воздуха Поэтому фосфорные удобрения оказывают активное влияние на объем урожая При их недостатке почве нарушается развитие зерновых культур, ухудшается качество зерна, уменьшаются содержания белков, входящих клейковину, а также аминокислот Фосфорные удобрения повышают сахаристость свеклы, способствуют увеличению урожая и качества подсолнечника, масляничных культур, табака, картофеля При их применении на лугах и пастбищах увеличивается питательная ценность сена. Микроорганизмы используют большинстве случаев азот белка виде промежуточных продуктов распада аминокислот и форме конечного продукта солей аммония для вторичного синтеза протеинов Но белок содержит и другие органогены С, Р, Б, Н, О, необходимые для построения бактериальной клетки Кроме того, белок как соединение высококалорийное может служить и источником энергии для организма. В 50х годах экспериментально была подтверждена возможность синтеза из этих молекул под воздействием электрического разряда ряда аминокислот, интересных с биологической точки зрения Была показана также возможность получения сахаров и нуклеиновых кисгют Позже было станов лено что метеоритах и обрз цзх лунных пород содержатся примерно те же аминокислоты тех же соотношениях, что и получаемых лабораторных условиях Аминокислоты это те кирпичики 1, которых построены молекулы белков.

Для питания микроорганизмов необходимы соединения углерода, лучшим источником которого являются углеводы Они используются для синтеза белков и жиров, для образования клеточных оболочек и как энергетический материал дыхательных и других процессах, происходящих микробных клетках Из углеводов для питания, например, дрожжей используются главным об1разом сахара В качестве углеродистого питания применяются органические кислоты и их соли молочная, уксусная, яблочная, янтарная, а также некоторые спирты этиловый, мапнит В последнее время при помощи меченых атомов установлено, что дрожжи и бактерии для синтеза жиров могут использовать уксусную кислоту, которая превращается жирные кислоты. Из изложенного становится понятно, что обработанных гербицидами растениях происходит нарушение фотосинтеза и дыхания, а именно разобщение этих процессов и фосфорилирования Можно также предполагать, что таких условиях синтез свободных аминокислот либо не происходит, либо синтезируются чуждые для организма нуклеиновые кислоты На это тратится энергия, а необходимых белков не образуется, растение погибает Кроме того, свободные аминокислоты больших количествах сами по себе являются ингибиторами роста например, триптофан, а их накопление после обработки растений гербицидами усиливает угнетение растений. Таким образом, клетка является изотермической системой Между ассимиляцией анаболизмом и диссимиляцией катаболизмом существует диалектическое единство, проявляющееся их непрерывности и взаимности Например, непрерывно проходящие клетке превращения углеводов, жиров и белков являются взаимными Потенциальная энергия поглощаемых клетками углеводов, жиров и белков превращается кинетическую энергию и тепло по мере превращения этих соединений Замечательной особенностью клеток является то, что они содержат ферменты Будучи катализаторами, они ускоряют протекание реакций, синтеза и распада миллионы раз, при этом отличие от органических реакций осуществляемых с использованием искусственных катализаторов лабораторных условиях, ферментативные реакции клетках осуществляются без образования побочных продуктов. Круговорот азота Атмосферный молекулярный азот служит основным источником для перевода азота состав сложных органических веществ Предварительно он переходит доступные живым организмам соединения Это может происходить различными путями, например при фотохимической фиксации азота или при грозах с образованием смеси 10х оксидов азота Последние с дождевыми водами попадают почву виде селитры нитратов аммония, натрия, калия, кальция и др или азотной кислоты Далее азот результате деятельности азотфиксирующих микроорганизмов переводится сложные органические соединения протеиды Они представляют собой соединения белков протеинов с небелковыми веществами, например с углеводами или жироподобными Азот наиболее эффективно фиксируется бактериями, находящимися симбиотической связи с бобовыми и другими растениями Далее он органической форме диффундирует ризосферу часть почвы, непосредственно соприкасающуюся с корнями растений и затем включается наземные органы растения, где и используется для синтеза протеинов Последние являются основой азотного питания животных. В клетке имеются специфические белки, присущие только данному виду клеток Способность син тезировать именно свои белки передается по наследству от клет ки к клетке и сохраняется течение всей жизни Все клетки течение жизни синтезируют белки, к ходе нормальной жизнедеятельности белки постепенно денатурируются, их струк тура и функции нарушаются Такие молекулы белков удаляются из клетки и заменяются новыми полноценными молекулами Благодаря этому жизнедеятельность клетки сохраняется.

Многие знают об азбуке Морзе, при помощи которой передают сигналы и телеграммы Все буквы алфавита, знаки препинания и цифры обозначаются комбинациями корот ких точка и длинных тире сигналов Собрание условных знаков, применяемых для сообщений по телеграфу, радио, назы вается кодом или шифром Азбука Морзе представляет собой пример кода. Реакции матричного типа специфическая особенность жи вой клетки Они являются основой фундаментального свойства всего живого способности к воспроизведению себе подобного. Протоны, оказавшиеся на другой стороне мембраны, встре чаются здесь с электронами, доставленными молекулами пере носчиками Они превращаются атомы водорода, которые пере правляются те места хлоропласта, где идет синтез углеводов. В изучение процесса фотосинтеза большой вклад внес круп нейший русский ученый К А Тимирязев Он утверждал, что фотосинтез основной поставщик не только орга нических соединений, но и свободного кислорода на Земле В процессе фотосинтеза зелёные растения запасаются космической энергией. Фотосинтез медленный и малоэффективный процесс зеленый лист использует для фотосинтеза всего около 1 падающего на него солнечного излучения Повысить эффективность фото синтеза можно вследствие улучшения освещенности, водоснаб жения растений и других условий. В каких структурах клетки происходит биосинтез белка К какому обмену веществ относится биосинтез белка. В настоящее время науке достаточно подробно исследован механизм передачи наследственной информации Однако остается целый ряд еще не решенных проблем Одна из них изучение механизмов, регулирующих активность генов Все клетки многоклеточного организма имеют одинаковый набор генов И тем не менее клетки разных тканей отличаются по строению, функциям, составу белков. Вероятно, существует какойто механизм, регулирующий включение и выключение генов на разных этапах жизни клетки Впервые объяснение этого механизма 1961 предприняли французские биологи Ф Жакоб, А Львов и Ж Моно на примере регуляции белкового синтеза у бактерий За свою работу эти ученые удостоены Нобелевской премии. Рис 14 Регуляция синтеза белка путем индукции Наблюдается также эффект репрессии ферментов, когда концентрация ферментов клетках снижается при увеличении содержания конечных продуктов цепи реакций синтеза рис 15 В этом случае репрессор синтезируется неактивной форме и приобретает способность подавлять деятельность генаоператора после образования комплекса с продуктом синтеза корепрессором. Знание особенностей структуры и функционирования рибосом прокариот и эукариот позволило разработать новые типы антибиотиков Синтез нуклеиновых кислот и белков является ключевым процессом, необходимым для поддержания жизнедеятельности клетки Если его какимлибо образом выключить клетка погибнет Существуют лекарственные препараты, нарушающие синтез пуриновых оснований и аминокислот, синтез нуклеиновых кислот рис 16, синтез белка на различных уровнях только клетках бактерий таблица.

За способность гена к экспрессии отвечают регуляторные последовательности которые также необходимо встроить векторную молекулу. Электропорация основана на том, что импульсы высокого напряжения обратимо увеличивают проницаемость биомембран. С развитием генной инженерии появилась возможность заставить микроорганизмы синтезировать вещества, которые получить другими методами сложно интерферон, инсулин, соматостатин, соматотропин, фермент урокиназу, некоторые факторы свертывания крови и др Все эти белки применяются для лечения болезней. Теория регуляции биосинтеза у была прокариот разработана 1961 Ф Жакобом и Ж Моно положения Основные теории. Эритромицин нарушает образование связей пептидных, нарушает конформацию 50Sсубъединицы Биохимический. Белки и их биологическая роль Белок protos протеины предшествующий всему, первичный, наиглавнейший, всё определяющий остальное Белки это высокомолекулярные органические азотсодержащие вещества, состо. Липидбелковые Липид комплексыбелковые комплексы сложные белки, часть простетическую которых составляют различные липидные таким К компоненты компонентам относятся 1 предельные и непредельные. Изоферменты это Изоферменты изофункциональные белки Они катализируют реакцию и ту же одну, но отличаются по некоторым функциональным свойствам отличий силу по аминокислотному составу.

Номенклатура ферментов 1 Существует тривиальная названия номенклатура случайные, без системы и основания, трипсин например, пепсин, химотрипсин 2 Рабочая номенклатура фермента название составляется из. Теория кислотноосновного катализа В активного составе центра фермента имеются как так, кислые и основные функциональные группы В результате фермент этого проявляет ходе катализа кислотносвойства основные, играет как роль. NH3 и распад нуклеотидов Особенности обмена сами 1 Ни нуклеотидов нуклеотиды, ни азотистые основания, поступающие с включаются, не пищей синтез нуклеиновых кислот и нуклеотидов нуклеотиды Т организма пищи. Переваривание липидов Поступая с пищей, ротовой липиды полости подвергаются только механической Липолитические обработке ферменты ротовой полости не образуются липидов Переваривание будет происходить тех отделах. Транспортные формы организме липидов Липиды являются нерастворимыми воде поэтому, соединениями для их переноса кровью необходимы переносчики специальные, растворимые воде Такими транспортными являются формами липопротеины плазмы. Витамин D витамин Антирахитический Существуют два витамера D2 эргокальциферол и D3 Витамин холекальциферол D2 содержится грибах Витамин D3 синтезируется Витамин. Витамин В2 Рибофлавин Устойчив среде кислой, но разрушается нейтральной и щелочной Легко дво по окисляется.

Витамин В6 Антидерматитный витамин пиридоксаль Пиридоксин пиридоксамин нарисовать формулы. Вопросы с ответами части с по темам Химический состав и строение клетки. Лекция 21 Клеточное строение Живая клетка является мельчайшей системой, обладающей всей совокупностью. Работа генов любом организме прокариотическом, эукариотическом, одноклеточном или многоклеточном контролируется и координируется. Белки клетки классифицируются как регуляторные и структурные Регуляторные белки синтезируются на регуляторных генах и контролируют работу структурных генов Структурные гены кодируют структурные белки, выполняющие структурную, ферментативную, транспортную и другие функции кроме регуляторной. Регуляция активности генов эукариотических организмов намного сложнее регуляции экспрессии генов прокариот, что определяется сложностью организации эукариотического организма и особенно многоклеточного В 1961 французские ученые Ф Жакоб, Ж Моно и А Львов сформулировали модель генетического контроля синтеза белков, катализирующих усвоение клеткой лактозы концепцию оперона. Изучению белков препятствовала сложность их выделения Поэтому первые исследования белков проводились с использованием тех полипептидов, которые могли быть очищены большом количестве, то есть белков крови, куриных яиц, различных токсинов и пищеварительных метаболических ферментов которые можно было выделить местах забоя скота В конце 1950х годов компания Armour Hot Dog Co смогла очистить килограмм бычьей панкреатической рибонуклеазы А которая стала экспериментальным объектом для многих ученых. Молекулы белков являются линейными полимерами состоящие из αLаминокислот которые являются мономерами этих полимеров и, некоторых случаях, модифицированных основных аминокислот правда модификации происходят уже после синтеза белка на рибосоме Для обозначения аминокислот научной литературе используются одноили трехбуквенные сокращения Хотя на первый взгляд может показаться, что использование всего 20 основных типов аминокислот ограничивает разнообразие белковых структур, действительности количество вариантов трудно переоценить для цепочки всего из 5 аминокислот оно составляет уже более 3 миллионов, а цепочка из 100 аминокислот небольшой белок может быть представлен более чем 10 130 вариантах для сравнения число атомов во Вселенной оценивается примерно 10 80 Полипептидные ланжюжкы длиной от двух до нескольких десятков аминокислотных остатков обычно называют пептидами при большей степени полимеризации собственно белками или протеинами, хотя это деление весьма условно. Гомологичные белки выполняющие одну функцию и имеют общее эволюционное происхождение, например, гемоглобины разных организмов имеют во многих местах цепочки разные аминокислотные остатки, которые называют вариабельными, противовес консервативным, общим остаткам По степени гомологии можно оценить эволюционную расстояние между таксонами к которым относятся все организмы. Вторичная структура локальное упорядочивание фрагмента полипептидной цепочки, стабилизированное водородными связями и гидрофобными взаимодействиями Самые распространенные типы вторичной структуры белков включают 9 αспирали спираль имеет 4 остатки на виток, стабилизирована водородными связями между пептидными группами с шагом 4 звена и βлисты несколько зигзагообразных полипептидных низок, которых водородные связи образуются между относительно удаленными участками цепочки или между разными цепочками, а не между близко расположенными пептидными группами, как это имеет место для αспирали Другие элементы вторичной структуры включают πспирали спирали с шагом водородных связей 3 звена, Спирали спирали с шагом водородных связей 5 звеньев, повороты, неупорядоченные фрагменты и другие Самая распространенная единая классификация таких структур номенклатура.

К третичной структуры обычно относят и промежуточные уровни между основными элементами вторичной структуры и полной структурой белка надвторинну структуру, состоящую из структурных мотивов и доменов Структурные мотивы небольшие устойчивые сочетания нескольких элементов вторичной структуры, имеют схожую структуру, важную для выполнения белком определенных функций Похожие структурные мотивы обычно выполняют похожие функции, благодаря чему за ними можно предусмотреть функцию неизвестного белка Хотя структурные мотивы могут быть аналогичными чаще всего они сохраняются процессе эволюции видов Домены несколько более крупные элементы структуры белка, характеризуются стабилизацией независимой от остальных полипептидной цепочки, и часто выполняют отдельную функцию В процессе эволюции элементы надвториннои структуры могут передаваться между генами, предоставляя им новые функции, таким образом существует гораздо меньше разновидностей этих элементов, чем различных белков Процесс передачи домена можно осуществить и искусственными методами генной инженерии создавая причудливые белки. По степени растворимости воде белки бывают растворимыми гидрофильными и нерастворимыми гидрофобными К последним относятся большинство белков, входящих состав биологических мембран интегральных мембранных белков которые взаимодействуют с гидрофобными липидами мембраны. Необроротна денатурация белка куриного яйца под воздействием высокой температуры. При этом тип модификации может быть как универсальным добавление строк, состоящих из мономеров убиквитина, служит сигналом для деградации этого белка протеасомы так и специфическим для данного белка 19 Вместе с тем один и тот же белок может подвергаться многочисленным модификациям Так, гистоны белки, входящие состав хроматина эукариот и архей при различных условиях могут зазнававты до 150 типов различных модификаций. Многие белки, которые синтезирует клетка, предназначенные для использования соответствующих органеллах на мембранах клетки или межклеточном пространстве, которого белки достигают путем секреции Правильное сортировки критическое для клетки, ошибки этом процессе часто приводят к болезням Процесс сортировки и транслокации белков осуществляется, исходя из информации, содержащейся непосредственно самом белке Эта информация, так называемые сигналы сортировки, может содержаться как пептидных последовательности белка, так и пространственной структуре свернувшегося белка. Однако, конечная структура бывает сложной, а процесс ее принятия новосинтезированные полипептидных цепочек требует некоторого времени Процесс принятия белком этой структуры называется свертыванием или фолдинга от англ folding Небольшие однодоменни белки размером до 100 аминокислот обычно сворачиваются один шаг, такое свертывание занимает несколько миллисекунд и обычно происходит одновременно с трансляцией 22 23 С другой стороны, большие сложные белки требуют несколько минут или часов для фолдинга, прежде всего изза Изомеризацию пролина и формирования ложных дисульфидных мостиков Такие белки должны пройти через ряд промежуточных шагов для завершения процесса.

Важность нормальной работы шапероны для функционирования организма может быть проиллюстрирована на примере шапероны α Кристалина входящий состав хрусталика глаза человека Мутации этом белке приводят к помутнению хрусталика через агрегирования белков и, как следствие, к потере хрусталиком глаза прозрачности и катаракты. Классификация белков по функциям может быть как биохимической, по типу непосредственной биохимической функции, которую белок выполняет оргинизми, так и основанной на главных клеточных процессах, один из шагов которых выполняет данный белок В последней случае классификация включает следующие категории. Обработка и хранение информации процессы репликации экспрессии генов и поддержки генома. Белки могут связываться с другими белками, другими биомолекул и небольшими субстратами Когда белки связываются с другими копиями той же молекулы, они образуют олигомеры которые некоторых случаях формируют фибриллы этот процесс часто происходит структурных белках, которые состоят из шарообразных мономеров, которые являются партнерами во взаимном связке Он позволяет формировать прочные волокна Белокбелковое взаимодействие также регулирует ферментативную деятельность, управляя течением клеточного цикла и придает клетке возможность образовывать крупные белковые комплексы которые совершают много сложных реакций, важных для выполнения основных биологических функций Кроме того, партнеры связывания часто способны индуцировать конформационные изменения белках, что позволяет образования сложнейших сигнальных сетей. Хотя ферменты обычно состоят из сотен аминокислот, только небольшая часть из них взаимодействует с субстратом, и еще меньше среднем 34 аминокислоты одной молекуле белка, часто расположены далеко друг от друга первичной аминокислотной последовательности, непосредственно участвуют катализе 34 Часть фермента, которая соединяется с субстратом и содержит каталитические аминокислоты, называется активным центром фермента.

Структурные белки часто играют роль арматуры что придает форму и жесткость клеткам и тканям Обычно эти белки способны формировать длинные филаменты или связывать филаменты, сформированные другими белками часть структурных белков является фибриллярных другие формируют филаменты с помощью полимеризации глобул белка при определенных условиях 35 Структурная роль внутри клетки играют компоненты цитоскелета например глобулярные актин и тубулин эукариотов и их бактериальные гомологи FtsZ и MreB Эти белки очень динамичны, могут полимеризоваться при необходимости Они играют роль не только обеспечении структуры, но и локомоции клеток и клеточном делении Другие компоненты цитоскелета промежуточные филаменты эукариот и бактериальный кресцентин фибриллярные и должны прежде всего структурную функцию Важна также структурная роль компонентов межклеточной матрицы Некоторые из них собираются больших количествах и играют роль обеспечении структуры отдельных органов, например, межклеточное кератин важен для поддержания структуры волосы ногтей и перья птиц Коллаген ламинин и эластин важны для поддержания эпителия стенок полостей организма легких желудка и Кроме того, коллаген и эластин основные компоненты соединительной ткани например, хряща Структурные белки также составляют клеточную стенку многих архей и играют роль удержании вместе полисахаридных компонентов клеточных стенок растений и бактерий. Многие белки участвуют процессах передачи сигналов на межклеточном и внутриклеточном уровнях Некоторые белки, гормоны нейротрансмиттеры факторы роста и цитокины пептидной природы, внеклеточные сигнальные молекулы, передающие сигнал от клетки, где они были синтезированы, к другим клеткам, как рядом с клеткой нейротрансмиттеры, факторы роста, так и удаленных тканях гормоны К примерам таких белков принадлежит гормон инсулин который регулирует концентрацию глюкозы крови и фактор некроза опухолей, передает сигналы о воспалении между клетками организма. Другие молекулы, вовлеченные сигнальной системы, рецепторы которые могут быть как мембранными так и цитоплазматическими или периплазматическом белками Одна часть молекулы рецептора воспринимает сигнал, который с помощью конформационных изменений передается на другую часть молекулы активирует передачу сигнала на другие клеточные компоненты В мембранных рецепторов часть молекулы, которая связывается с сигнальной молекулой, находится на поверхности клетки, а домен, который передает сигнал, внутри 39 Часто рецепторы являются одновременно и мембранными каналами, ответ которых на внешний сигнал заключается изменении концентрации определенного иона клетке. Многие внутриклеточных сигнальных белков организованы сигнальные каскады, звенья которых модифицируют следующий белок с помощью ковалентных модификаций например, фосфорилирования с помощью белковых киназ или связки Эти каскады передают сигнал об изменении условий окружающей среды или внутриклеточные процессы на регуляторные белки, которые свою очередь регулируют клеточный ответ. В некоторых системах классификации выделяется отдельная группа белков, выполняющих главным образом, резервную и пищевую функцию Однако, почти все белки используются организме как источник аминокислот Утверждение, что резервная является главной функцией какогото белка может оказаться необоснованным просто изза недостатка знаний Например, изучение овальбумина основного компонента яичного белка показало, что он не только служит источником сырья, но также участвует транспорте ионов металлов и может играть защитную роль, вызывая аллергию у животных, том числе у человека. Химический синтез позволяет вводить сладу белков искусственные аминокислоты, такие, которые не встречаются обычных белках, например, присоединять флюоресцентные метки к боковым аминокислотных цепочек Однако современные 2008 год химические методы синтеза неэффективны при длине белков, превышает 300 аминокислот, кроме того, искусственные белки могут иметь неправильную третичную структуру, а аминокислот искусственных белков отсутствуют посттрансляционной модификации. Установка для ексклюзийнои хроматографии Буфер поставляется через колонку справа с помощью насоса, который контролируется компьютером. С помощью одного из методов генной инженерии направленного мутаганезу site directed mutagenesis исследователи могут изменить аминокислотную последовательность белка таким образом, что его структура, клеточная локализация и восприимчивость к регулированию меняются Таким образом можно исследовать эффект таких изменений на функционирование всей клетки, определяя естественную роль белка и партнеров, с которыми он взаимодействует. Другой метод исследования локализации белков имунофарбування привлекает использование флюоресцентные меченых антител против исследуемого белка, которые связываются с ним у убитых и зафиксированных клетках. Многие исследования проводятся на уровне отдельных белков Так, метод флюоресцентной корреляционной спектроскопии FCS, который измеряет корреляцию флюоресценции во времени от небольшой около 0, 2 микрона участки, позволяет детекцию отдельных молекул внутри клетки и определение их мобильности, которая зависит от размера белка и его связывание с другими белками и частями клетки 54 На уровне отдельных белков обычно in vitro может использоваться и метод FRET, что позволяет исследовать движение частей белка при выполнении им своей функции.

Исследование отдельных белков имеет значительное преимущество по сравнению с объемными методами том, что состояние каждого белка может быть разным, а средние значения, измеренные объеме, часто не дают информации о разподил значений свойств между отдельными белками. Кроме структурной геномики, существует область исследований, которая занимается предсказанием структуры белков и стремится развить эффективные методы создания правдоподобных моделей белков, структуры которых были определены экспериментально Успешный вид предсказания структуры, известный как моделирование гомологии, использует известную структуру матрицы с похожей последовательностью моделируемого белка задачей является только найти отличия и предусмотреть, яки образом они повлияют на структуру Хотя создание точных моделей остается очень сложным, если доступны только приблизительно подобные матрицы, считается, что узким местом метода является выравнивание последовательностей Это подтверждается тем, что случае совершенного выравнивания могут быть получены очень точные модели 63 Многие методы предсказания структуры предназначены для использования новой области проектирования белков, уже позволила спроектировать несколько новых типов белковых структур 64 Сложнее вычислительная проблема предвидение межмолекулярных взаимодействий, таких как молекулярный докинг и предсказание белокбелкового взаимодействия. Важной областью исследований современных молекулярной биологии и генной инженерии стало не только изучение белков, созданных природой, или комбинирование их искусственных белках, но и проектирование принципиально новых белков с нужными свойствами Методы проектирования белков можно разбить на две основные группы рациональное проектирование и направленную эволюцию. В методе проектирования белков работа зачастую начинается с нахождения природного белка с известной структурой, ближайшего по свойствам нужного, после серии таких мутаций можно получить новый белок 68 Хотя небольшие изменения активно вносятся белки с середины 1980х годов, сейчас стало возможным конструювиты относительно сложные белки, например, рецепторы новых соединений 69 и конструировать белки de novo, без использования природного шаблона. Стремление к победе любой ценой толкает некоторых спортсменов культуристов и спецназовцев к употреблению белковых лекарств, способствующих выносливость и роста мышц Самыми популярными являются эритропоэтин и гормон роста человека Применение этих препаратов запрещено во многих соревнованиях, но скандалы с известными спортсменами появляются ежегодно Фармацевтические белки, как и другие лекарства, могут представлять угрозу здоровью. Биосинтез, осуществляемый процессе обмена веществ, всегда идет с потреблением энергии Биосинтез, например, простых углеводов у зеленых растений происходит за счет энергии света Биосинтез белков идет с потреблением энергии химических связей органических веществах.

Вспомните, какие функции выполняют белки, упомянутые нами начале урока. Исходя из перечисленных функций белков, становится понятной та роль, которую они играют жизнедеятельности клетки и организма целом. Что позволяет постоянно пополнять уровень белков организме без ухудшения их свойств. Как, по вашему мнению, происходит синтез большого количества одинаковых молекул одного и того же белка, хотя редупликацией белок не обладает. Природа создала универсальную организацию рибосом Какой бы живой организм мы ни взяли, любых его клетках рибосомы построены по единому плану они состоят из двух субчастиц большой и малой Малая субчастица отвечает за генетические, декодирующие функции большая за биохимические, ферментативные. Т А Козлова Тематическое и поурочное планирование по общей биологии М Экзамен.

Перенос растворенных веществ против градиента концентраций требует затрат энергии и называется активным транспортом Одна из наиболее изученных систем активного транспорта натрий калиевый насос Большинство клеток животных поддерживает разные градиенты концентрации, ионов натрия и калия внутри клетки сохраняется низкая концентрация и высокая ионов Это необходимо для сохранения клеточного объема осморегуляция, для поддержания электрической активности нервных и мышечных клетках, а также для активного транспорта других веществ, например, аминокислот и сахаров Высокие концентрации ионов калия требуются также для белкового синтеза, фотосинтеза и других важных процессов. Различные материалы могут транспортироваться через мембрану средством других активных процессов эндоцитоза транспорт клетку и экзоцитоза транспорт из клетки При эндоцитозе вещества попадают клетку, результате впячивания плазматической мембраны, затем образующийся при этом пузырьки с содержимым отщепляются от плазматической мембраны и переносятся цитоплазму Аналогично происходит и выделение веществ из клетки экзоцитоз, только мембрана образует выпячивания. Основным местом формирования рибосом клетке является ядрышко, образующиеся нем рибосомы поступают затем клеточную цитоплазму. Система плоских цистерн, ограниченных гладкими мембранами Цистерны расположены пачками по 58 и плотно прилегают друг к другу. Располагаются микротрубочки основном веществе цитоплазмы, характер их расположения неодинаков разных клетках Они находятся тесном контакте не только с наружной цитоплазматической мембраной, но и с другими органоидами клетки митохондриями, центриолями, ядром, хромосомами. Построены микротрубочки из тубулина глобулярного белка с молекулярной массой около 40000 Отдельные цепочки связываются друг с другом мостиками, образованными особым белком. Это очень тонкие, длинные нитевидные структуры В их состав входит основном белок актин Но кроме него входят миозин, актинин и др Под плазматической мембраной микрофиламенты образуют сплошное сплетение, формируя цитосклет Так как микрофиламенты являются сократимыми элементами цитоскелета, то участвуют изменении формы клетки, во внутриклеточных перемещениях органелл, расхождении хромосом при делении клетки. Это особые органоиды растительных клеток, которых осуществляется фотосинтез, а также синтез различных веществ Пластиды имеются клетках всех растений, за исключением некоторых водорослей.

Хлоропласты имеются во всех зеленых растениях и придают им зеленую окраску, к заполнены хлорофиллом и связанными с ним ферментами У высших растений хлоропласт обычно имеет овальную линзовидную форму, у низших растений эта форма разнообразна Так, клетках водорослей часто имеется один крупный хлоропласт, имеющий вид сети, звездчатой пластинки или спиральной ленты хроматофор.

 

© Copyright 2017-2018 - academy-schools-7.ru