Состав, строение и функции белков

Белки – это сложные органические соединения, представляющие собой гигантские полимерные молекулы, мономерами которых являются аминокислоты.

Общая формула аминокислоты:

Молекула аминокислоты состоит из двух одинаковых для всех аминокислот частей, одна из которых является аминогруппой (- NH₂) с основными свойствами, другая - карбоксильной группой (- COOH) с кислотными свойствами. Часть молекулы, называемая радикалом R, у разных аминокислот имеет различное строение.

Между соседними аминокислотами возникает пептидная связь, на основе которой образуется соединение – полипептид.

Структура белка.

1. Первичная, или линейная. Представляет собой полипептидную цепочку – длинную цепь, последовательно присоединённых друг к другу аминокислот, связь пептидная.

2. Вторичная. Полипептидная цепь туго скручивается в спираль, витки которой прочно соединены между собой водородными связями.

3. Третичная. Свёрнутая в спираль молекула белка скручивается за счёт гидрофобных взаимодействий в ещё более плотную конфигурацию – третичную структуру. В результате многократного скручивания длинная и тонкая нить молекулы белка становится короче, толще и собирается в компактный комок – глобулу. Только глобулярный белок выполняет в клетке свои функции.

4. Четвертичная. Объединение нескольких молекул (глобул) с третичной структурой в единый сложный комплекс.

Денатурация белка.

Если нарушить структуры белка нагреванием или химическим воздействием, он теряет свои качества и раскручивается. Этот процесс называется денатурацией. Если денатурация затронула только третичную или вторичную структуру, то она обратима - белок может снова закрутиться в спираль и уложиться в третичную структуру (ренатурация). При этом восстанавливаются и функции данного белка.

Виды белков.

1. Простые (протеины) – состоят только из аминокислот.

2. Сложные (протеиды) – состоят из аминокислот и небелковой части.

Функции белков.

1. Структурная – белки входят в состав всех клеточных мембран; мембран органоидов клетки; в соединение с ДНК – в состав хромосом; с РНК - в состав рибосом.

2. Транспортная – присоединяют к себе химические элементы и переносят их к определённым клеткам.

3. Двигательная - специальные сократительные белки участвуют во всех видах движения клеток и организма.

4. Каталитическая функция связана со специальными биологическими катализаторами – ферментами, ускоряющими, либо замедляющими биохимические реакции в клетках, в организмах.

5. Защитная функция проявляется в том, что в ответ на внедрение в организм чужеродных белков (антигенов) вырабатываются антитела, обеспечивающие иммунологическую защиту.

6. Энергетическая – при расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж.

7. Регуляторная (гормональная или рецепторная) - белки входят в состав многих гормонов, принимают участие в регуляции жизненных процессов.

Нуклеиновые кислоты.

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем и получили своё название. Есть два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота(РНК). Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные полимерные цепочки, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, моносахарида(рибозы или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты.

Схема строения нуклеотида.

Азотистое основание

Аденин – А У глевод: фосфат

Тимин – Т дезоксирибоза

Цитозин – Ц рибоза

Гуанин – Г

Урацил - У

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК всегда строго индивидуальна и неповторима для каждого биологического вида. Последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет наследственную информацию клетки.

Сравнительная характеристика ДНК и РНК.

Признаки	ДНК	РНК
Местонахождение в клетке	У эукариот – ядро, митохондрии, хлоропласты, у прокариот – цитоплазма.	Ядро, митохондрии, хлоропласты, цитоплазма, рибосомы.
Строение	Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат дезоксирибозу, одно из 4-х азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т) и остаток фосфорной кислоты.	Нуклеотиды, входящие в состав РНК, содержат рибозу, одно из 4-х азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т) и остаток фосфорной кислоты.
Структура	Состоит из двух полинуклеотидных цепочек, скрученных в виде двойной спирали в направлении слева направо. Нуклеотиды (мономеры) одной из цепочек соединяются парами с нуклеотидами другой цепочки посредством соединения их азотистых оснований: аденин (а) – с тимином (Т)(2 водородных связи), гуанин (Г) – с цитозином (Ц)(3 вод.сязи)	Состоит из одинарной полинуклеотидной цепочки.
Функции	Носитель наследственной информации: участки ДНК, кодирующие определённый белок, являются генами.	Обеспечивают синтез в клетке специфических для неё белков. Типы РНК: информационные РНК (иРНК) – переносят информацию о первичной структуре белков; транспортные РНК (тРНК) – переносят аминокислоты к месту синтеза белка рибосомные РНК (рРНК) – вместе с белками образуют мельчайшие органоиды клетки – рибосомы, в которых происходит синтез белка.

Специфические свойства ДНК.

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. При этом способность нуклеотидов к избирательному соединению в пары называется комплементарностью.

На этом свойстве основана способность молекулы ДНК удваиваться. Процесс удвоения ДНК называется репликацией.

Репликациия начинается с того, что двойная спираль ДНК раскручивается под действием фермента. Постепенно к каждой из 2-х цепочек достраивается компелементарная ей половина из соответствующих нуклеотидов. В результате получаются две молекулы из которых одна половина происходит от родительская молекулы, а вторая яляется вновь синтезированной, т.е. две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы. Способность ДНК к удвоению позволяет при делении клетки передавать наследственную информацию во вновь образующиеся клетки.

Шаг спирали (1 виток) -3,4 нм, между нуклеотидами – 0,34 нм, в каждом шаге 1- нуклеотидов, диаметр спирали – 2 нм.

4. Постановка ДЗ.

Из параграфа 11 изобразить все структуры белковой молекулы в тетради.

В соответствии с принципом комплементарности достроить фрагмент второй цепи ДНК.

ГГГЦААТТЦА, ЦЦЦГГАААТГ.

Сколько водородных связей в данном фрагменте?