 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТОК
В настоящее время выделяют два уровня клеточной организации: прокариотический и эукариотический. Бактерии – это типичные представители прокариотов. Они живут повсюду, в воде, в почве, в пищевых продуктах. Прокариоты обладают высокой степенью приспособленности, несмотря на простоту своего строения. По форме выделяют шаровидные клетки – кокки, вытянутые – бациллы, извитые – спириллы. У бактерий отсутствует ядро, наследственная информация заключена в одной хромосоме, состоящей из одной молекулы ДНК. В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения: бактериальная клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки, образованной из сложного, высокополимерного вещества. Цитоплазма пронизана мембранами, образующими эндоплазматическую сеть, в ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Бактериальные клетки содержат от 5000 до 50000 рибосом. Ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности, диффузно рассеяны по цитоплазме. Бактерии размножаются делением надвое, многим свойственно спорообразование. Споры обеспечивают переживание неблагоприятных условий окружающей среды. Эукариотические клетки от простейших (корненожки, жгутиковые, инфузории и т. д.) до высших растений и животных отличаются сложностью и разнообразием строения. Все эукариотические клетки гомологичны и у всех можно выделить общие черты строения. Каждая клетка состоит из неразрывно связанных между собой частей – цитоплазмы и ядра. В цитоплазме находятся органоиды – постоянные, жизненно важные составные части клеток. СТРУКТУРНАЯ СИСТЕМА ЦИТОПЛАЗМЫ
Обмен веществ и энергии в клетке Обменные процессы в клетке обеспечивают постоянство внутренней среды организма – гомеостаз – в непрерывно меняющихся условиях существования. Совокупность реакций биологического синтеза называют пластическим обменом или анаболизмом (ассимиляцией). Биосинтез белков Рассмотрим одну из важнейших форм пластического обмена – биосинтез белков. Как уже отмечалось, все многообразие свойств белков в конечном счете определяется их первичной структурой, то есть последовательностью аминокислот. Огромное количество отобранных в процессе эволюции уникальных сочетаний аминокислот воспроизводится путем синтеза нуклеиновых кислот с такой последовательностью азотистых оснований, которая соответствует последовательности аминокислот в белках. Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке соответствует комбинация из трех нуклеотидов – триплет. Так, аминокислоте цистеину соответствует триплет АЦА, валину – ЦАА, лизину ТТТ и т. д. Таким образом, определенные сочетания нуклеотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК являются кодом, несущим информацию о структуре белка, или генетическим кодом. Генетический код разных организмов обладает некоторыми общими свойствами. 1.Избыточность. Код включает всевозможные сочетания трех (из четырех) азотистых оснований. Таких сочетаний может быть 43 = 64, в то время как кодируется только 20 аминокислот. В результате некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами. 2.Специфичность. Нет случаев, когда один и тот же триплет соответствовал бы более чем одной аминокислоте. 3.Универсальность. Код универсален для всех живых организмов – от бактерий до млекопитающих. 4.Дискретность. Кодовые триплеты никогда не перекрываются целиком. При считывании информации с молекулы ДНК невозможно использование азотистого основания одного триплета в комбинации с основаниями другого триплета. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности, она создает возможность постоянного самообновления его путем замены "износившихся" структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки, целых клеток) без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели или устранения от размножения неприспособленных особей и сохранения индивидов с полезными для выживания признаками. 5. В длинной молекуле ДНК, состоящей из миллионов нуклеотидных пар, записана информация о последовательности аминокислот в сотнях различных белков. Понятно, что информация о первичной структуре индивидуальных белков должна как-то разграничиваться. Действительно, существуют триплеты, функцией которых является инициация синтеза полинуклеотидной цепочки иРНК – инициаторы, и триплеты, которые прекращают синтез, – терминаторы. Следовательно, указанные триплеты служат "знаками препинания" генетического кода. Для того чтобы синтезировать белок, информация о последовательности нуклеотидов е его первичной структуре должна быть доставлена к рибосомам. Этот процесс включает два этапа – транскрипцию и трансляцию. Транскрипция (переписывание) – биосинтез молекул РНК, который осуществляется в хромосомах на молекуле ДНК по принципу матричного синтеза. Трансляция (передача) – синтез полипептидных цепей белков. Трансляция осуществляется в рибосомах: иРНК из ядра поступает к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической информации. Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью тРНК. Для каждой аминокислоты существует своя тРНК, один из триплетов которой (антикодон) комплементарен определенному триплету (кодону) иРНК. Если иРНК и антикодоны тРНК комплементарны, то в присутствии ферментов и энергии АТФ происходит присоединение аминокислоты к пептидной цепочке, после чего тРНК покидает рибосому. На одной иРНК может умещаться одновременно несколько рибосом (полисома). Полипептидная цепочка поступает в каналы эндоплазматической сети, приобретает вторичную, третичную, четвертичную структуру. Скорость сборки одной молекулы белка, состоящей из 200–300 аминокислот, составляет 1–2 мин.
Поиск по сайту: |