Войти
Закрыть

Біосинтез білка. Трансляція

10 Клас

Будова молекули білка визначається послідовністю нуклеотидів у ДНК. Кожна амінокислота кодується за допомогою трьох нуклеотидів. Такий триплет нуклеотидів, відповідний певній амінокислоті, називається кодоном. Система запису спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислот, за якою послідовність нуклеотидів у молекулах ДНК і РНК визначає послідовність амінокислот у молекулі білка, називається генетичним кодом. Наприклад, триплету АУГ відповідає амінокислота метіонін (Мет), триплету АУЦ — амінокислота ізолейцин (Іле), а нуклеотиди УАА, УАГ і УГА є стоп-кодонами, вони сигналізують про закінчення синтезу поліпептидного ланцюга. Генетичний код універсальний — він працює за однаковими принципами в організмах різного рівня складності. Однак відомо кілька винятків. У геномах мітохондрій і прокаріотів виявлено альтернативні варіанти деяких кодонів. А недавно у деяких груп організмів було відкрито дві рідкісні амінокислоти: селеноцистеїн, що кодується стоп-кодоном УГА, і піролізин, що кодується стоп-кодоном УАГ. Універсальність генетичного коду свідчить про те, що він склався дуже рано в процесі еволюції, а відхилення від універсальності — про те, що сам код змінювався. Аміноацил-тРНК 20 різних амінокислот, необхідних для синтезу білка, містяться в цитоплазмі клітини. Для участі в синтезі вони мають приєднатися до відповідних молекул тРНК. Приєднання каталізують ферменти аміноацил-тРНК-синтетази. Вони працюють дуже специфічно — кожна з 20-ти аміноацил-тРНК-синтетаз розпізнає тільки одну амінокислоту і відповідну їй тРНК. Молекула тРНК, ковалентно пов’язана з амінокислотою, називається аміноацил-тРНК....
0 Переглянути

Біосинтез білка. Транскрипція і процесинг іРНК

10 Клас

Синтез складних полімерних молекул на основі генетичної інформації клітини, закодованої в молекулі ДНК, відбувається за типом так званого матричного синтезу. Матричними називаються процеси синтезу, за яких на основі первинної структури одного біополімера (матриці) синтезується первинна структура іншого біополімера (копії). До матричних процесів у живих клітинах належать реплікація (біосинтез ДНК на матриці ДНК), транскрипція (біосинтез РНК на матриці ДНК) і трансляція (біосинтез білка за послідовністю нуклеотидів РНК). Етапи біосинтезу білка Біосинтез білка складається з таких етапів: транскрипція — синтез молекули іРНК на матриці ділянки ДНК; процесинг РНК — дозрівання і модифікація іРНК; nрансляція — синтез білкової молекули на матриці іРНК. Транскрипція і процесинг іРНК відбуваються в ядрі клітини, трансляція — у цитоплазмі на рибосомах. Після синтезу поліпептидний ланцюг укладається в просторову структуру і піддається різним посттрансляційним модифікаціям. Транскрипція На етапі транскрипції відбувається синтез молекули іРНК за зразком одного з ланцюгів молекули ДНК. Під час синтезу молекули РНК нуклеотиди приєднуються за принципом комплементарності. Навпроти аденілового нуклеотиду в ланцюзі ДНК розміщується уридиловий нуклеотид РНК (а не тимідиловий, як у синтезі ДНК). Транскрипція здійснюється великим комплексом ферментів, головним з яких є ДНК-залежна РНК-полімераза (мал. 42.1). Така назва означає, що він створює полімерний ланцюжок РНК за зразком молекули ДНК....
0 Переглянути

Катаболізм жирних кислот, амінокислот і нітрогеновмісних основ

10 Клас

Реакції циклу трикарбонових кислот і окисне фосфорілювання у мітохондріях є універсальним шляхом отримання енергії для аеробних організмів. Але вуглеводи (глюкоза, піруват) не є єдиним джерелом для синтезу ацетил-КоА, який залучений до циклу трикарбонових кислот. Ця універсальна молекула може утворюватися також під час окиснення жирних кислот, дезамінування й окиснення амінокислот (мал. 41.1). Тобто клітина використовує різні субстрати — вуглеводи, жири та білки — для вивільнення енергії у процесах катаболізму. b-окиснення жирних кислот Як ми вже з’ясували, головний субстрат циклу трикарбонових кислот ацетил-КоА може утворюватися в результаті окиснення жирних кислот. Вільні жирні кислоти утворюються в клітині під час ліполізу — розщеплення ліпідів. Найчастіше клітина розщеплює триацилгліцериди (жири), які відкладаються в ній як резервне джерело енергії, а також фосфоліпіди мембран, що підлягають постійному оновленню. Вільні жирні кислоти можуть бути знову використані для синтезу ліпідів (анаболічні процеси) або можуть бути розщеплені до вуглекислого газу і води (катаболічні процеси). Першою стадією катаболізму жирних кислот є (b-окиснення — специфічний шлях окиснення жирних кислот, що завершується утворенням ацетил-КоА. b-Окиснення жирних кислот перебігає в матриксі мітохондрій, тільки в аеробних умовах. Це циклічний процес, за якого від карбоксильного кінця жирної кислоти послідовно відокремлюється по 2 атоми Карбону у вигляді ацетил-КоА:...
0 Переглянути

Аеробне дихання

10 Клас

Як ви пам’ятаєте, за безкисневим етапом катаболізму йде кисневий етап, або аеробне дихання. Аеробне дихання характерне для більшості організмів і відбувається в мітохондріях клітини. Під час цього процесу органічні речовини, утворені у ході гліколізу, окиснюються киснем до H2O і CO2. Значна частина енергії, яка при цьому виділяється, запасається клітинами у вигляді молекул АТФ. Ключовим етапом аеробного дихання є цикл Кребса, або цикл трикарбонових кислот. За встановлення схеми циклу Х. Кребс отримав Нобелівську премію 1953 року. Саме в реакціях цього циклу утворюються сполуки, які є джерелом протонів і електронів для процесу окиснення. Переважна кількість молекул АТФ виробляється на останній стадії клітинного дихання: у процесах окисного фосфорилювання в електроннотранспортному (дихальному) ланцюзі мітохондрій. Цикл трикарбонових кислот Піруват, утворений у результаті гліколізу, транспортується з цитозолю до матриксу мітохондрій. У мітохондріях за умов достатнього надходження кисню піруват окиснюється. На першому етапі він утворює сполуку ацетил-кофермент А, скорочено ацетил-КоА. Це основний субстрат для реакцій циклу трикарбонових кислот. Головна функція ацетил-КоА — доставляти у цей цикл атоми Карбону у складі ацетильної групи. У реакціях циклу (мал. 40.1) відбувається послідовне окиснення проміжних сполук — органічних кислот — з утворенням CO2. На кількох етапах циклу енергія окиснення запасається у вигляді відновлених ко-ферментів НАДН Н і ФАДН2....
0 Переглянути

Анаеробні процеси енергетичного обміну

10 Клас

Як вам уже відомо, катаболізм (енергетичний обмін, дисиміляція) — це процес розпаду складних речовин на більш прості, що зазвичай перебігає зі звільненням енергії. До процесів катаболізму належить клітинне, або тканинне, дихання — сукупність реакцій біологічного окиснення органічних речовин, у яких організми отримують енергію, необхідну для життєдіяльності. Ця енергія запасається в хімічних зв’язках макроергічних сполук (АТФ та ін.), які є універсальним джерелом енергії для біохімічних процесів. Виділяють два основні типи клітинного дихання: анаеробне (безкисневе) та аеробне (кисневе). За анаеробного дихання окиснення органічних речовин і одержання енергії відбувається без участі кисню. При цьому розщеплення органічних речовин є неповним і виділяється незначна кількість енергії. До процесів анаеробного дихання належать гліколіз і різні види бродіння. За аеробного дихання окиснення органічних речовин і одержання енергії відбувається за участю кисню. Розщеплення органічних речовин є повним і відбувається з утворенням кінцевих продуктів окиснення H2O і CO2. У результаті аеробного дихання виділяється і запасається багато енергії. Загальна формула біологічного окиснення має вигляд:...
0 Переглянути

Ферменти. Регуляція метаболічних шляхів

10 Клас

У клітинах постійно відбувається безліч біохімічних реакцій, що забезпечують обмін речовин. Ці реакції утворюють певні послідовності, в яких продукти одних реакцій стають субстратами для наступних. Сукупність послідовних біохімічних реакцій, завдяки яким відбувається синтез складних сполук з простіших або розпад сполук до кінцевих продуктів, називається метаболічним шляхом. Метаболічні шляхи всіх речовин пов’язані між собою, утворюючи єдину мережу біохімічних реакцій в організмі. Ферментативний каталіз Ферментативний каталіз — це прискорення біохімічних реакцій за участю ферментів. Відповідно, ферменти — це біологічні каталізатори, що прискорюють хімічні реакції в живих організмах. Реагенти в реакції, що каталізується ферментами, називаються субстратами, а отримувані речовини — продуктами. Ферменти зазвичай є білковими макромолекулами. Вони специфічно зв’язують субстрати реакції в особливій ділянці — активному центрі (мал. 38.1). При цьому субстрати орієнтуються так, що набувають оптимального положення для перебігу реакції. Енергія активації, що необхідна для перебігу реакції, при цьому знижується (мал. 38.2)....
0 Переглянути

Травлення в товстому кишечнику

10 Клас

У товстому кишечнику завершуються процеси травлення під дією підшлункового, кишкового соків, відбувається часткове розщеплення харчових волокон ферментами кишкових мікроорганізмів. Залози слизової оболонки товстої кишки виділяють небагато травного соку, який містить слиз і невелику кількість ферментів. У процесах перетравлення їжі товстий кишечник відіграє незначну роль, оскільки їжа майже повністю перетравлюється і всмоктується в тонкому кишечнику. У товстому кишечнику відбувається всмоктування води, у невеликих кількостях — солей, глюкози, вітамінів, амінокислот, часткове всмоктування білків. Мікроорганізми, які живуть у товстій кишці, синтезують ферменти, деякі вітаміни та фізіологічно активні речовини. Значна роль у процесах травлення належить мікроорганізмам — бактеріям, що живуть у товстому кишечнику (мал. 37.1). До 90 % із них становлять біфідобактерії, інші види представлені лактобактеріями, стрептококами, кишковою паличкою тощо. Ферменти бактерій розщеплюють волокна клітковини (целюлозу) до оцтової кислоти, глюкози та інших продуктів. Тому роль бактерій особливо важлива в травленні травоїдних тварин, довжина товстого кишечника в яких значно більша, ніж у хижих (мал. 37.2). Мікроорганізми зброджують вуглеводи до кислих продуктів (молочної та оцтової кислоти). Кислоти пригнічують розмноження хвороботворних і гнильних бактерій. Під дією гнильних бактерій у товстому кишечнику руйнуються невсмоктані продукти перетравлення білка....
0 Переглянути

Порожнинне та пристінкове травлення

10 Клас

Порожнинне травлення — тип позаклітинного травлення, за якого поживні речовини розщеплюються ферментами в порожнинах травного тракту. Порожнинне травлення забезпечує гідроліз великих харчових молекул до оліго- та мономерів. Такий тип травлення характерний для багатоклітинних організмів — круглих і кільчастих червів, молюсків, членистоногих і хордових. Органи травлення складаються з травного каналу і травних залоз. Травний канал утворюють ротова порожнина, стравохід, шлунок, кишечник. Кишечник людини ділиться на тонкий і товстий. Слинні залози, залози шлунка й кишечника, підшлункова залоза виділяють травні соки. Травні соки містять ферменти (гідролази), які здійснюють гідроліз полімерів — білків, складних вуглеводів, жирів. Порожнинне травлення завершується утворенням невеликих молекул — дисахаридів, дипептидів, жирних кислот, моногліцеридів. Пристінкове травлення Пристінкове травлення відбувається на величезній поверхні тонкого кишечника, утвореної складками, ворсинками й мікроворсинками слизової оболонки. Воно здійснюється завдяки гідролітичним ферментам, які вбудовані в мембрани клітин кишкового епітелію — ентероцитів. Ферменти-гідролази здійснюють остаточний гідроліз поживних речовин. Далі відбувається всмоктування — транспорт молекул через ентероцит у кров або лімфу....
0 Переглянути

Позаклітинне і зовнішнє травлення

10 Клас

Позаклітинне травлення характеризується тим, що травні ферменти секретуються у зовнішнє середовище, перетравлення їжі відбувається поза клітиною, утворені речовини потім усмоктуються в клітину. Таким чином організми перетравлюють великі органічні молекули, які не можуть проникнути безпосередньо крізь клітинну мембрану. Біологічні макромолекули руйнуються до невеликих сполук, які й засвоюються клітиною. Позаклітинне травлення може відбуватися зовні організму (зовнішнє травлення) або в травних порожнинах тіла (порожнинне травлення). Позаклітинне травлення у бактерій і архей Мікроорганізми поглинають їжу і виділяють продукти обміну всією поверхнею клітини. Але поживні речовини можуть надходити в клітину тільки в розчиненому вигляді, тому розщеплення нерозчинних складних органічних сполук на більш прості відбувається зовні. Травні ферменти секретуються клітинами мікроорганізмів в зовнішнє середовище або закріплюються на зовнішній мембрані чи на клітинній стінці. Таким чином, перетравлення їжі відбувається поза клітиною. Утворені мономери всмоктуються через клітинну мембрану. Позаклітинне травлення у хижих грибів Існує близько 200 видів хижих грибів. Вони утворюють з ниток міцелію спеціальні ловчі системи, що нагадують рибальські снасті з безліччю гачків, клейкі мережі або кільця-зашморги. Після захоплення здобичі гіфи гриба проростають через покриви жертви і виділяють травні ферменти. Потім спеціальні асиміляційні гіфи всмоктують і засвоюють перетравлені речовини....
1 Переглянути

Внутрішньоклітинне травлення

10 Клас

Травлення — процес, за якого відбувається перетравлювання їжі та її засвоєння клітинами. У результаті харчові продукти перетворюються на компоненти, позбавлені видової специфічності й придатні до засвоєння. Існують різні способи травлення: внутрішньоклітинне — поживні речовини надходять усередину клітини і розщеплюються ферментами її цитоплазми або лізосом; позаклітинне (порожнинне й зовнішнє) — відбувається у позаклітинному середовищі завдяки ферментам, які виділяють клітини; пристінкове — відбувається на структурах клітинної мембрани. Внутрішньоклітинне травлення Внутрішньоклітинне травлення — тип nравлення, за якого поживні речовини розщеплюються ферментами в клітинах організму. При цьому клітина активно захоплює поживні речовини з навколишнього середовища шляхом ендоцитозу. Внутрішньоклітинне травлення найдавніше з еволюційної точки зору. Воно властиве всім одноклітинним і деяким примітивним багатоклітинним організмам (губкам і плоским червам). Як додатковий механізм травлення, воно трапляється у голкошкірих, деяких кільчастих червів і багатьох молюсків. У вищих тварин і людини внутрішньоклітинне травлення виконує захисні функції — його здійснюють лейкоцити крові й тканинні макрофаги під час фагоцитозу (мал. 34.1)....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 256 257 258 259 260 261 262 263 264 ... 343
Назад

Навігація