Презентація на тему: "Нуклеїнові кислоти. АТФ та інші органічні речовини"

НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ

Нуклеїнові кислоти (від лат. нуклеус — «ядро») вперше були виявлені у 1868 р в ядрах лейкоцитів швейцарським ученим Фрідріхом Мішером. Пізніше було з'ясовано, що нуклеїнові кислоти містяться у всіх клітинах (у цитоплазмі, ядрі і у всіх органелах клітини).

Нуклеїнові кислоти — найбільші з молекул, що утворюються живими організмами. Вони є біополімерами, що складаються з мономерів — нуклеотидів. Кожен нуклеотид складається з нітрогеновмісної основи, п'ятикарбонового сахариду (пентози) і ортофосфатної групи (залишку ортофосфатної кислоти). Залежно від виду пятикарбонового сахариду (пентози), розрізняють два типи нуклеїнових кислот:дезоксирибонуклеїнові кислоти (скорочено ДНК) — молекула ДНК містить п'ятикарбовновий сахарид — дезоксирибозу.рибонуклеїнові кислоти (скорочено РНК) — молекула РНК містить п'ятикарбоновий сахарид — рибозу

ВТОРИННА СТРУКТУРА — ЦЕ ФОРМА МОЛЕКУЛ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ. ПРОСТОРОВА СТРУКТУРА МОЛЕКУЛИ ДНК БУЛА ЗМОДЕЛЬОВАНА АМЕРИКАНСЬКИМИ ВЧЕНИМИ ДЖЕЙМСОМ УОТСОНОМ І ФРЕНСІСОМ КРИКОМ У 1953 РДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕЇНОВА КИСЛОТА (ДНК) — СКЛАДАЄТЬСЯ З ДВОХ СПІРАЛЬНО ЗАКРУЧЕНИХ ЛАНЦЮГІВ, ЯКІ ПО ВСІЙ ДОВЖИНІ СПОЛУЧАЮТЬСЯ ОДИН З ОДНИМ ВОДНЕВИМИ ЗВ'ЯЗКАМИ. ТАКУ СТРУКТУРУ (ВЛАСТИВУ ТІЛЬКИ МОЛЕКУЛАМ ДНК), НАЗИВАЮТЬ ПОДВІЙНОЮ СПІРАЛЛЮ. КОЖЕН «КРОК» ПОДВІЙНОЇ СПІРАЛІ ДНК СТАНОВИТЬ 3,4 НМ, І МІСТИТЬ 10 ПАР НУКЛЕОТИДІВ. РИБОНУКЛЕЇНОВА КИСЛОТА (РНК) — ЛІНІЙНИЙ ПОЛІМЕР, ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ З ОДНОГО ЛАНЦЮГА НУКЛЕОТИДІВ. ВИНЯТКОМ Є ВІРУСИ, У ЯКИХ ЗУСТРІЧАЮТЬСЯ ОДНОЛАНЦЮГОВІ ДНК І ДВОЛАНЦЮГОВІ РНК.

Найважливішим процесом, що відбувається в усіх клітинах, є синтез білків. Інформація про послідовність амінокислот, що складають первинну структуру білка, є у ДНК. Молекули ДНК в основному містяться в ядрах клітин (ядерна ДНК), невелика кількість ДНК міститься у мітохондріях і пластидах (позаядерна ДНК).

БУДОВА ДНКДНК — ПОЛІНУКЛЕОТИД. КОЖЕН НУКЛЕОТИД (МОНОМЕР) ДНК МІСТИТЬ: П'ЯТИКАРБОНОВУ САХАРОЗУ — ДЕЗОКСИРИБОЗУ;ЗАЛИШОК ОРТОФОСФАТНОЇ КИСЛОТИ,ОДНА З ЧОТИРЬОХ НІТРОГЕНОВМІСНИХ ОСНОВ: АДЕНІН, ГУАНІН, ЦИТОЗИН І ТИМІН. МОЛЕКУЛА ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕЇНОВОЇ КИСЛОТИ (ДНК) СКЛАДАЄТЬСЯ З ДВОХ СПІРАЛЬНО ЗАКРУЧЕНИХ ЛАНЦЮГІВ. ЛАНЦЮГИ У МОЛЕКУЛІ ДНК ПРОТИЛЕЖНО СПРЯМОВАНІ. ОСНОВА ЛАНЦЮГІВ ДНК УТВОРЮЄТЬСЯ САЗАРОЗО — ОРТОФОСФАТНИМИ ЗАЛИШКАМИ, А НІТРОГЕНОВМІСНІ ОСНОВИ ОДНОГО ЛАНЦЮГА РОЗТАШОВУЮТЬСЯ У ПЕВНОМУ ПОРЯДКУ НАВПРОТИ НІТРОГЕНОВМІСНОЇ ОСНОВИ ІНШОГО ЛАНЦЮГА (ПРАВИЛО КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ).

ОСНОВНА ФУНКЦІЯ ДНК — ПЕРЕДАЧА СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ. ПІД ЧАС ПОДІЛУ КЛІТИНИ ВІДБУВАЄТЬСЯ САМОВІДТВОРЕННЯ ДНК — РЕПЛІКАЦІЯ (ПОДВОЄННЯ, РЕДУПЛІКАЦІЯ). РЕПЛІКАЦІЯ — ЦЕ ПРОЦЕС ПОДВОЄННЯ МОЛЕКУЛИ ДНК, ЯКИЙ ВІДБУВАЄТЬСЯ ПІД КОНТРОЛЕМ ФЕРМЕНТІВ. ПІД ЧАС РЕПЛІКАЦІЇ МОЛЕКУЛИ ДНК ВОДНЕВІ ЗВ'ЯЗКИ МІЖ КОМПЛЕМЕНТАРНИМИ НІТРОГЕНОВМІСНИМИ ОСНОВАМИ (АДЕНІНОМ — ТИМІНОМ І ГУАНІНОМ — ЦИТОЗИНОМ) РВУТЬСЯ ЗА ДОПОМОГОЮ СПЕЦІАЛЬНОГО ФЕРМЕНТУ — ХЕЛІКАЗИ — І ЛАНЦЮГИ РОЗХОДЯТЬСЯ. ПІСЛЯ РОЗРИВУ ВОДНЕВИХ ЗВ'ЯЗКІВ, ЗА УЧАСТЮ ФЕРМЕНТУ ДНК-ПОЛІМЕРАЗИ НА КОЖНОМУ З ЛАНЦЮГІВ СИНТЕЗУЄТЬСЯ НОВИЙ («ДОЧІРНІЙ») ЛАНЦЮГ ДНК (ДО КОЖНОГО НУКЛЕОТИДУ НИТОК ДНК, ЩО РОЗІЙШЛИСЯ ФЕРМЕНТ ДНК-ПОЛІМЕРАЗА ПІДЛАШТОВУЄ КОМПЛЕМЕНТАРНИЙ ЙОМУ НУКЛЕОТИД). МАТЕРІАЛОМ ДЛЯ СИНТЕЗУ СЛУЖАТЬ ВІЛЬНІ НУКЛЕОТИДИ, НАЯВНІ У ЦИТОПЛАЗМІ КЛІТИН. У РЕЗУЛЬТАТІ ПРОЦЕСУ РЕПЛІКАЦІЇ ДНК УТВОРЮЮТЬСЯ ДВІ ДВОЛАНЛЮГОВІ МОЛЕКУЛИ ДНК, ДО СКЛАДУ КОЖНОЇ ВХОДИТЬ ОДИН ЛАНЦЮГ «МАТЕРИНСЬКОЇ» МОЛЕКУЛИ І ОДИН «ДОЧІРНІЙ» ЛАНЦЮГ. ЦІ ДВІ МОЛЕКУЛИ Є АБСОЛЮТНО ІДЕНТИЧНИМИ, І КОЖНА ДОЧІРНЯ КЛІТИНА В РЕЗУЛЬТАТІ ПОДІЛУ ОТРИМУЄ КОПІЮ МАТЕРИНСЬКОЇ ДНК.

ЕТАПИ ПРОЦЕСУ РЕПЛІКАЦІЇ ДНК1. СПОЧАТКУ МОЛЕКУЛА ДНК «РОЗШНУРОВУЄТЬСЯ» — ЛАНЦЮГИ МОЛЕКУЛИ РОЗПЛІТАЮТЬСЯ І РОЗХОДЯТЬСЯ (КОЖЕН З ДВОХ ЛАНЦЮГІВ БУДЕ СЛУЖИТИ СВОЄРІДНОЮ МАТРИЦЕЮ, НА ЯКІЙ БУДЕ СИНТЕЗУВАТИСЯ НОВИЙ ЛАНЦЮГ).2. ФЕРМЕНТ ДНК-ПОЛІМЕРАЗА «ПРИКРІПЛЮЄ» НОВІ НУКЛЕОТИДИ ДО МАТРИЦІ ЗА ПРИНЦИПОМ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ (ДО АДЕНІНУ — ТИМІН, ДО ЦИТОЗИНУ — ГУАНІН, І НАВПАКИ). ПІСЛЯ ЗАКІНЧЕННЯ ПРОЦЕСУ, НОВІ ДОЧІРНІ (СЕСТРИНСЬКІ) МОЛЕКУЛИ РОЗХОДЯТЬСЯ І СКРУЧУЮТЬСЯ У СПІРАЛІ.

БУДОВА РНКРИБОНУКЛЕЇНОВА КИСЛОТА (РНК) — ЛІНІЙНИЙ ПОЛІМЕР, ЩО МАЄ ОДИН ЛАНЦЮЖОК НУКЛЕОТИДІВ. МОНОМЕРИ (НУКЛЕОТИДИ) РНК СКЛАДАЮТЬСЯ З П'ЯТИКАРБОНОВОГО МОНОСАХАРИДУ — РИБОЗИ, ЗАЛИШКУ ОРТОФОСФАТНОЇ КИСЛОТИ І НІТРОГЕНОВМІСНОЇ ОСНОВИ. ТРИ НІТРОГЕНОВМІСНИХ ОСНОВИ У МОЛЕКУЛАХ РНК ТАКІ САМІ, ЯК І У ДНК — АДЕНІН, ГУАНІН, ЦИТОЗИН, А ЧЕТВЕРТИМ Є УРАЦИЛ.

МОЛЕКУЛЯРНИЙ РІВЕНЬ ЖИТТЯАТФ. ФЕРМЕНТИ

АДЕНОЗИНТРИОРТОФОСФАТНА КИСЛОТА — АТФНУКЛЕОТИДИ Є СТРУКТУРНОЮ ОСНОВОЮ ДЛЯ ЦІЛОГО РЯДУ ВАЖЛИВИХ ДЛЯ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН, НАПРИКЛАД МАКРОЕРГІЧНИХ СПОЛУК. УНІВЕРСАЛЬНИМ ДЖЕРЕЛОМ ЕНЕРГІЇ У ВСІХ КЛІТИНАХ Є АТФ — АДЕНОЗИНТРИОРТОФОСФАТНА КИСЛОТА, АБО АДЕНОЗИНТРИОРТОФОСФАТ. АТФ МІСТИТЬСЯ У ЦИТОПЛАЗМІ, МІТОХОНДРІЯХ, ПЛАСТИДАХ І ЯДРАХ КЛІТИН І Є НАЙПОШИРЕНІШИМ І УНІВЕРСАЛЬНИМ ДЖЕРЕЛОМ ЕНЕРГІЇ ДЛЯ БІЛЬШОСТІ БІОХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ, ЩО ПРОТІКАЮТЬ В КЛІТИНІ. АТФ ЗАБЕЗПЕЧУЄ ЕНЕРГІЄЮ УСІ ФУНКЦІЇ КЛІТИНИ: МЕХАНІЧНУ РОБОТУ, БІОСИНТЕЗ РЕЧОВИН, РОЗПОДІЛ, ТОЩО. У СЕРЕДНЬОМУ ВМІСТ АТФ У КЛІТИНІ СТАНОВИТЬ БЛИЗЬКО 0,05 % ЇЇ МАСИ, ПРОТЕ У ТИХ КЛІТИНАХ, ДЕ ВИТРАТИ АТФ Є ВЕЛИКИМИ (НАПРИКЛАД, У КЛІТИНАХ ПЕЧІНКИ, ПОПЕРЕЧНО ПОСМУГОВАНИХ М'ЯЗІВ), ЇЇ ВМІСТ МОЖЕ ДОХОДИТИ ДО 0,5 %.

БУДОВА АТФАТФ Є НУКЛЕОТИДОМ, ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ З НІТРОГЕНОВМІСНОЇ ОСНОВИ — АДЕНІНУ, МОНОСАХАРИДУ РИБОЗИ І ТРЬОХ ЗАЛИШКІВ ОРТОФОСФАТНОЇ КИСЛОТИ, У ДВОХ З ЯКИХ ЗАПАСАЄТЬСЯ ВЕЛИКА КІЛЬКІСТЬ ЕНЕРГІЇ. ЗВ'ЯЗОК МІЖ ЗАЛИШКАМИ ОРТОФОСФАТНОЇ КИСЛОТИ НАЗИВАЮТЬ МАКРОЕРГІЧНИМ (ВОНА ПОЗНАЧАЄТЬСЯ СИМВОЛОМ ), ОСКІЛЬКИ ПРИ ЇЇ РОЗРИВІ ВИДІЛЯЄТЬСЯ МАЙЖЕ У 4 РАЗИ БІЛЬШЕ ЕНЕРГІЇ, НІЖ ПРИ РОЗЩЕПЛЕННІ ІНШИХ ХІМІЧНИХ ЗВ'ЯЗКІВ. АТФ — НЕСТІЙКА СТРУКТУРА, І ПРИ ВІДДІЛЕННІ ОДНОГО ЗАЛИШКУ ОРТОФОСФАТНОЇ КИСЛОТИ АТФ ПЕРЕТВОРЮЄТЬСЯ НА АДЕНОЗИНДИОРТОФОСФАТ (АДФ), ВИВІЛЬНЯЮЧИ 40 КДЖ ЕНЕРГІЇ.

ФЕРМЕ́НТИ, АБО ЕНЗИ́МИ — ОРГАНІЧНІ КАТАЛІЗАТОРИ БІЛКОВОЇ АБО РНК ПРИРОДИ, ЩО УТВОРЮЮТЬСЯ В ЖИВИХ ОРГАНІЗМАХ. ПРИСКОРЮЮТЬ БІОХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ ЯК IN VIVO, ТАК І IN VITRO. МОЖУТЬ МАТИ ВІД ОДНОГО ДО КІЛЬКОХ ПОЛІПЕПТИДНИХ ЛАНЦЮГІВ — СУБОДИНИЦЬ З ВИСОКОЮ МОЛЕКУЛЯРНОЮ МАСОЮ (ВІД ДЕСЯТКА ТИСЯЧ ДО КІЛЬКОХ МІЛЬЙОНІВ). ЗА ХІМІЧНИМ СКЛАДОМ ФЕРМЕНТИ МОЖУТЬ НАЛЕЖАТИ ДО ПРОСТИХ ЧИ СКЛАДНИХ БІЛКІВ. В ОСТАННЬОМУ ВИПАДКУ МОЛЕКУЛА СКЛАДАЄТЬСЯ З БІЛКОВОЇ ЧАСТИНИ (АПОФЕРМЕНТУ) ТА СПОЛУКИ НЕБІЛКОВОЇ ПРИРОДИ (КОФАКТОРУ). У БІЛКОВІЙ ЧАСТИНІ ФЕРМЕНТУ КАТАЛІТИЧНІ ФУНКЦІЇ ВИКОНУЮТЬ ВІДНОСНО НЕВЕЛИКІ ДІЛЯНКИ МОЛЕКУЛИ — АКТИВНІ ЦЕНТРИ, ЯКІ ВИЗНАЧАЮТЬ СПЕЦИФІЧНІСТЬ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ, ЩО КАТАЛІЗУЄТЬСЯ ДАНИМ ФЕРМЕНТОМ. АКТИВНИЙ ЦЕНТР ЯВЛЯЄ СОБОЮ ПОЄДНАННЯ ПЕВНИХ АМІНОКИСЛОТ, ЯКІ МОЖУТЬ ЗНАХОДИТИСЬ У ПОЛІПЕПТИДНОМУ ЛАНЦЮГУ ЯК ПОРУЧ, ТАК І В РІЗНИХ ЙОГО ЧАСТИНАХ. ЯКЩО АМІНОКИСЛОТИ ПРОСТОРОВО ВІДДАЛЕНІ ОДНА ВІД ОДНОЇ, ФОРМУВАННЯ АКТИВНОГО ЦЕНТРУ ВІДБУВАЄТЬСЯ ШЛЯХОМ ЗГОРТАННЯ МОЛЕКУЛИ ФЕРМЕНТУ В ГЛОБУЛЯРНУ СТРУКТУРУ. КРІМ АКТИВНОГО ЦЕНТРУ ДЕЯКІ ФЕРМЕНТИ МАЮТЬ АЛОСТЕРИЧНИЙ ЦЕНТР, ЯКИЙ РЕГУЛЮЄ РОБОТУ АКТИВНОГО ЦЕНТРУ.

ЗА ХАРАКТЕРОМ КАТАЛІЗОВАНИХ РЕАКЦІЙ РОЗРІЗНЯЮТЬ ОКСИДОРЕДУКТАЗИ, ТРАНСФЕРАЗИ, ГІДРОЛАЗИ, ЛІАЗИ, ІЗОМЕРАЗИ, ЛІГАЗИ. БІОХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ ВІДБУВАЮТЬСЯ ЗА УЧАСТЮ ФЕРМЕНТІВ ЗА НОРМАЛЬНОГО ТИСКУ, ТЕМПЕРАТУРИ, У СЛАБОКИСЛОМУ, НЕЙТРАЛЬНОМУ ЧИ СЛАБОЛУЖНОМУ СЕРЕДОВИЩІ. ФЕРМЕНТАТИВНА РЕАКЦІЯ ТАКОЖ МОЖЕ РЕГУЛЮВАТИСЯ ІНШИМИ МОЛЕКУЛАМИ, ЯК БІЛКОВОЇ ПРИРОДИ, ТАК Й ІНШИМИ — АКТИВАТОРАМИ ТА ІНГІБІТОРАМИ. ФЕРМЕНТИ РНК-ПРИРОДИ НАЗИВАЮТЬСЯ РИБОЗИМАМИ І ВВАЖАЮТЬСЯ ПЕРВІСНОЮ ФОРМОЮ ФЕРМЕНТІВ, ЯКІ БУЛИ ЗАМІНЕНІ БІЛКОВИМИ ФЕРМЕНТАМИ В ПРОЦЕСІ ЕВОЛЮЦІЇ.

ВІТАМІНИВІТАМІНИ (ВІД ЛАТ. VITA — «ЖИТТЯ») — СКЛАДНІ БІООРГАНІЧНІ СПОЛУКИ, НЕОБХІДНІ У МАЛИХ КІЛЬКОСТЯХ ДЛЯ НОРМАЛЬНОЇ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ. ВІД ІНШИХ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН ВІТАМІНИ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ТИМ, ЩО НЕ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ЯК ДЖЕРЕЛО ЕНЕРГІЇ АБО БУДІВЕЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ. ДЕЯКІ ВІТАМІНИ ОРГАНІЗМИ МОЖУТЬ СИНТЕЗУВАТИ САМІ (НАПРИКЛАД, БАКТЕРІЇ ЗДАТНІ СИНТЕЗУВАТИ ПРАКТИЧНО ВСІ ВІТАМІНИ), ІНШІ ВІТАМІНИ НАДХОДЯТЬ В ОРГАНІЗМ З ЇЖЕЮ. ВІТАМІНИ ПРИЙНЯТО ПОЗНАЧАТИ ЛІТЕРАМИ ЛАТИНСЬКОГО АЛФАВІТУ. В ОСНОВУ СУЧАСНОЇ КЛАСИФІКАЦІЇ ВІТАМІНІВ ПОКЛАДЕНА ЇХ ЗДАТНІСТЬ РОЗЧИНЯТИСЯ У ВОДІ І ЖИРАХ (ВОНИ ДІЛЯТЬСЯ НА ДВІ ГРУПИ: ВОДОРОЗЧИННІ (B1,B2,B5,B6,B12,PP,C) І ЖИРОРОЗЧИННІ (A,D,E,K)). ВІТАМІНИ БЕРУТЬ УЧАСТЬ ПРАКТИЧНО У ВСІХ БІОХІМІЧНИХ І ФІЗІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСАХ, ЩО У СУКУПНОСТІ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ОБМІН РЕЧОВИН. ЯК НЕДОСТАЧА, ТАК І НАДЛИШОК ВІТАМІНІВ МОЖЕ ПРИВЕСТИ ДО СЕРЙОЗНИХ ПОРУШЕНЬ БАГАТЬОХ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ФУНКЦІЙ В ОРГАНІЗМІ.

Дякую за Увагу!

Список використаних джерелhttps://www.miyklas.com.ua/p/biologiya/9-klas/khimichnikh-sklad-klitin-328110/rol-nukleyinovikh-kislot-iak-nosiia-spadkovoyi-informatciyi-atf-ta-inshi_-329734/re-0b571ba7-f29e-47d6-b29d-5d53a470949bhttps://www.miyklas.com.ua/p/biologiya/9-klas/khimichnikh-sklad-klitin-328110/nukleyinovi-kisloti-328864/re-9ced7ab5-ce8e-4193-88dc-bc2b0b16ed44https://www.miyklas.com.ua/p/biologiya/9-klas/khimichnikh-sklad-klitin-328110/nukleyinovi-kisloti-328864/re-cce2572d-5c73-43c9-94d3-66f2129cbe8fhttps://www.miyklas.com.ua/p/biologiya/9-klas/khimichnikh-sklad-klitin-328110/nukleyinovi-kisloti-328864/re-6b577c46-495c-45ee-8371-cf78661a94dfhttps://www.miyklas.com.ua/p/biologiya/9-klas/khimichnikh-sklad-klitin-328110/nukleyinovi-kisloti-328864/re-665669d1-47a7-4bfe-94e0-494273af70c2