Белки. Жиры. Углеводы презентация, доклад
Белки
Жиры
Углеводы
Выполнил : Арстанбеков Мырзабек
Белки
Белки́ (протеины,
полипептиды) — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых цепочку пептидной связью в альфа-аминокислот.
Белки встречаются в повседневной пище человека. Необратимая денатурация белка куриного яйца под воздействием высокой температуры.
В питании человека мясо — источник белка. Это мышечные белки (миозин, актин, глобулин), содержащие все незаменимые аминокислоты, и неполноценные белки (коллаген).
Рыба – это источник полноценного белка, содержащего все незаменимые аминокислоты. В них мало соединительнотканных образований, которые присутствуют в белках мяса и пищевой ценности не имеют.
Белки – важные в
биологическом отношении
соединения, которые нельзя
заменить другими продуктами питания.
Недостаток белков в питании приводит к нарушениям, которые могут стать причиной нежелательных последствий. Содержание белков в продуктах питания достаточно разнообразное. Различные белки усваиваются организмом по-разному и усвоение их зависит от кулинарной обработки, активности протеолитических ферментов и аминокислотного состава белков.
Белки в пище
человека
Жиры
Жиры в продуктах питания, которые поступают в наш организм вместе с пищей, – это сложные смеси витаминов, минеральных солей и липидов, а не индивидуальные химические соединения. Сложные и простые липиды выделены в большой класс химических веществ.
Жиры в продуктах питания составляют основную часть пищевого жира.
Чем жиры вредят
здоровью
Фастфуд опасен для нервной системы человека: богатый сахаром и насыщенными жирами. Такая «быстрая» еда приводит к повреждению структуры мозга, разрушает нервные ткани и запускает воспалительные процессы.
Также было зафиксировано сокращение работоспособности мозга у тех, кто злоупотребляет фастфудом.
Рыбий жир
В зависимости от состава, рыбий жир обладает следующими характерными свойствами: при смешении нескольких капель его с каплей серной кислоты образуются кольца, окрашенные в синий цвет, переходящий в фиолетовый, красный и, наконец, бурый; реакция эта характерна для рыбьего жира и зависит от присутствия холестерина и липохрома (а не желчных пигментов, как думали раньше).
Углеводы
Углеводы (сахариды) — общее
название класса природных
органических соединений.
Название происходит от слов
«уголь» и «вода». Причиной этого
является то, что первые из
известных науке углеводов описывались брутто-формулой, формально являясь соединениями углерода и воды. С точки зрения химии углеводы
являются органическими веществам, содержащими неразветвлённую цепь из нескольких атомов углерода, карбонильную группу, а также несколько гидроксильных групп.
Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.
Для обозначения количества углеводов в пище используется специальная хлебная единица.
К углеводной группе, кроме того, примыкают и плохо перевариваемые человеческим организмом клетчатка и пектины.
Углеводы находятся в основном в продуктах растительного происхождения (хлебе, крупах, макаронах, картофеле, сахаре, овощах и фруктах) в виде моно-, ди- и полисахаридов.
Таким образом, белки, жиры и углеводы играют очень важную роль в жизни человека. Они являются источником энергии и жизненных сил.
Скачать презентацию
Краткий конспект.
Тема «Химический состав клетки. Органические соединения: белки, углеводы, липиды»Химический состав клетки.
Органические соединения: белки, углеводы, липиды
Белки
Белки – это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все белки живых организмов построены из 20 аминокислот.
Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-СООН), и аминогруппой (-NH2), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Аминокислоты соединяются друг с другом в длинные цепочки пептидными связями, возникающие между углеродом кислотной и азотом основной групп (-СО-НN-) с выделением молекулы воды. Соединения из небольшого числа аминокислот называют полипептидом.
В строении молекулы белков различают четыре уровня организации:
— Первичная структура – строго определенная последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями.
— Вторичная структура – полипептидная цепь, закрученная в спираль, спиральная структура поддерживается водородными связями. Это малопрочные связи, но многократно повторенные, создают довольно прочное соединение. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др.)
— Третичная структура – сворачивание спирали в сложную конфигурацию – глобулу, поддерживаемая дисульфидными связями (-S—S-), возникающими между радикалами серосодержащей аминокислоты – цистеина и др. связями (водородными, ионными, гидрофобными). Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры.
— Четвертичная структура – комплекс из нескольких молекул белка (химические связи могут быть различные).
Под влиянием сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, тепловых и лучевых воздействий и др.
факторов разрушается структурная организация белка. Этот процесс называется денатурацией. Денатурация может быть обратимой (частичное нарушение четвертичной, третичной и вторичной структуры белка с сохранением первичной) и необратимой (разрушение всех структур). Белок при этом теряет биологическую активность.
Функции белков в клетке:
Каталитическая (ферментативная) – белки-ферменты в десятки и сотни тысяч раз ускоряют течение биохимических реакций. Каждый фермент может катализировать только одну реакцию, т.е. действие ферментов строго специфично.
Структурная – входят в состав внутриклеточных структур и тканей. Например, коллаген и эластин входит в состав костей‚ сухожилий‚ хрящей; кератин входит в состав эпидермиса и его производных (волосы‚ рога‚ перья).
Энергетическая – при расщеплении 1 гр. белка до конечных продуктов обмена веществ (СО2, Н2О, NH3) выделяется 17,6 кДж энергии.
Двигательная функция – белки актин и миозин обеспечивают процессы мышечного сокращения и сокращения ресничек, жгутиков и др.
Транспортная функция – белки осуществляют перенос многих веществ в клетке и организме. Так белок гемоглобин переносит О2 в крови.
Защитная функция белков связана с выработкой лейкоцитами белковых веществ – антител в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов. Антитела связывают, нейтрализуют и разрушают несвойственные организму соединения. Защитной функцией является и участие белков фибриногена и тромбина в процессах свертывания крови.
Регуляторная – гормоны белковой природы – инсулин и глюкагон регулируют обмен глюкозы.
Сигнальная (рецепторная) функция – выполняют гликопротеины плазмалеммы – изменение структуры белковых молекул под влиянием факторов окружающей среды – сигнализируют клетке об этих изменениях.
Углеводы
Вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода, состав которых можно выразить формулой Сn(H2O)m.
Углеводы можно разделить на три класса:
Моносахариды – в Олигосахариды – Полисахариды –
зависимости от числа (например, дисахариды) образуются путём
углеродных атом в их объединяют в одной соединения многих
молекуле различают молекуле от двух до моносахаридов и
триозы (3С), тетрозы 10 моносахаридов. Так, имеют формулу (4С), пентозы (5С), пищевой сахар (сахароза) (С6Н10О5)n.
гексозы (6С). состоит из молекул Например:
Наиболее глюкозы и фруктозы. крахмал, гликоген,
распространены пентозы Лактоза – молочный целлюлоза, хитин.
(рибоза, дезоксирибоза) сахар состоит из
и гексозы (глюкоза и молекулы глюкозы
фруктоза). и галактозы.
Свойства: Свойства: Свойства:
Малые молекулы легко Малые молекулы.
Макромолекулы
растворяются в воде. Растворимы в воде. нерастворимы или Представлены Кристаллизуются. растворимы в воде.
кристаллическими Сладкие на вкус. Не кристаллизуются.
формами, сладкие на Не сладкие на вкус.
вкус.
Функции углеводов:
1. Энергетическая – основной источник для организма. При полном расщеплении 1гр. углеводов до Н2О и СО2, выделяется 17,6 кДж энергии.
2. Строительная (структурная) функция – входят в состав клеточной стенки растений (целлюлоза), полисахариды служат одним из компонентов соединительной, костной, хрящевой тканей, углеводы и их производные входят в состав всех тканей и органов.
3. Функция запаса питательных веществ – накапливается в виде крахмала у растений и гликогена у животных.
4. Защитная – вязкие секреты – слизи, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (гликопротеиды – соединения углеводов и белков).
Они предохраняют стенки внутренних органов (пищевод, кишечник, желудок, бронхи) от механических повреждений и проникновения микроорганизмов.
Липиды
К липидам относятся жиры и жироподобные вещества (липоиды). Жиры – это соединения глицерина и высокомолекулярных жирных кислот, а липоиды – жирных кислот и многоатомных спиртов.
Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны), но растворимы в органических растворителях. Содержание жиров в клетке колеблется от 5-15%, а в клетках подкожно-жировой клетчатки – до 90%.
Функции липидов:
1. Строительная (структурная) – бислой липидов (преимущественно фосфолипидов – жироподобные вещества, у которых одна молекула жирной кислоты замещена на остаток фосфорной кислоты) образуют основу всех мембран клеток, а также входят в состав оболочек нервных клеток.
2. Энергетическая – при полном распаде 1г жира выделяется 39 кДж энергии, что в два раза больше по сравнению с углеводами и белками.
3. Функция запасания питательных веществ – накапливаясь в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений.
4. Защитная функция – защищают органы от механических повреждений (например, почки находятся в жировом футляре).
5. Теплоизоляционная функция – накапливаясь в подкожно-жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени) поддерживают постоянную температуру тела.
6. Функция поставщика эндогенной воды: при окислении 100 г жира выделяется 110 мл воды. Благодаря чему, возможно существование пустынных животных – верблюды
7. Липоиды (воскоподобные вещества) покрывают тонким слоем листья растений.
Различные типы биологических макромолекул
Результаты обучения
- Дайте определение термину «макромолекула»
- Различать 4 класса макромолекул
Теперь, когда мы обсудили четыре основных класса биологических макромолекул (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), давайте поговорим о макромолекулах в целом.
Каждый из них является важным компонентом клетки и выполняет широкий спектр функций. В совокупности эти молекулы составляют большую часть сухой массы клетки (напомним, что вода составляет большую часть ее полной массы). Биологические макромолекулы являются органическими, то есть содержат углерод. Кроме того, они могут содержать водород, кислород, азот и дополнительные второстепенные элементы.
Вы то, что вы едите
Сравнение биологических макромолекул
| Макромолекула | Базовая формула, основные характеристики | Мономер | Примеры | Использование |
|---|---|---|---|---|
| Белки | ЧОН −NH 2 + −COOH +R группа
| Аминокислоты | Ферменты, некоторые гормоны | Хранение; Сигналы; структурный; Сократительный; оборонительный; фермент; Транспорт; Рецепторы |
| Липиды | C:H:O Более 2:1 H:O (карбоксильная группа) | Жирная кислота и глицерин | Сливочное масло, растительное масло, холестерин, пчелиный воск | Аккумулятор энергии; Защита; Химические мессенджеры; Отталкивает воду |
| Углеводы | К:Н:О 1:2:1 | Моносахариды | Глюкоза, фруктоза, крахмал, гликоген, целлюлоза | Аккумулятор энергии; Структура |
| Нуклеиновые кислоты | ЧОНП пентоза, азотистое основание, фосфат | Нуклеотиды | ДНК, РНК | Генетическая информация |
Дегидратационный синтез
Большинство макромолекул состоят из отдельных субъединиц или строительных блоков, называемых мономерами .
Мономеры соединяются друг с другом с помощью ковалентных связей, образуя более крупные молекулы, известные как полимеры . При этом мономеры выделяют молекулы воды в качестве побочных продуктов. Этот тип реакции известен как синтез дегидратации , что означает «собирать вместе, теряя воду».
Рисунок 1. В описанной выше реакции синтеза дегидратации две молекулы глюкозы соединяются вместе, образуя дисахарид мальтозу. В процессе образуется молекула воды.
В реакции синтеза дегидратации (рис. 1) водород одного мономера соединяется с гидроксильной группой другого мономера, высвобождая молекулу воды. В то же время мономеры разделяют электроны и образуют ковалентные связи. По мере присоединения дополнительных мономеров эта цепь повторяющихся мономеров образует полимер. Различные типы мономеров могут комбинироваться во многих конфигурациях, образуя разнообразные группы макромолекул. Даже один вид мономера может комбинироваться различными способами с образованием нескольких разных полимеров: например, мономеры глюкозы входят в состав крахмала, гликогена и целлюлозы.
Гидролиз
Полимеры расщепляются на мономеры в процессе, известном как гидролиз, что означает «расщепление воды», реакция, в которой во время распада используется молекула воды (рис. 2). В ходе этих реакций полимер распадается на две составляющие: одна часть получает атом водорода (H+), а другая – молекулу гидроксила (OH–) от расщепленной молекулы воды.
Рисунок 2. В показанной здесь реакции гидролиза дисахарид мальтоза расщепляется с образованием двух мономеров глюкозы с добавлением молекулы воды. Обратите внимание, что эта реакция обратна реакции синтеза, показанной на рисунке 1.
Дегидратация и реакции гидролиза катализируются или «ускоряются» специфическими ферментами; реакции дегидратации включают образование новых связей, требующих энергии, в то время как реакции гидролиза разрывают связи и высвобождают энергию. Эти реакции сходны для большинства макромолекул, но каждая реакция мономера и полимера специфична для своего класса. Например, в нашем организме пища гидролизуется или расщепляется на более мелкие молекулы каталитическими ферментами в пищеварительной системе.
Это позволяет легко усваивать питательные вещества клетками в кишечнике. Каждая макромолекула расщепляется определенным ферментом. Например, углеводы расщепляются амилазой, сахаразой, лактазой или мальтазой. Белки расщепляются ферментами пепсином и пептидазой, а также соляной кислотой. Липиды расщепляются липазами. Расщепление этих макромолекул обеспечивает энергию для клеточной активности.
Посетите этот сайт, чтобы увидеть визуальные изображения синтеза дегидратации и гидролиза.
Резюме: Различные типы биологических макромолекул
Белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды представляют собой четыре основных класса биологических макромолекул — больших молекул, необходимых для жизни, построенных из более мелких органических молекул. Макромолекулы состоят из отдельных звеньев, известных как мономеры, которые соединяются ковалентными связями, образуя более крупные полимеры. Полимер — это больше, чем сумма его частей: он приобретает новые характеристики и приводит к осмотическому давлению, которое намного ниже, чем создаваемое его ингредиентами; это важное преимущество в поддержании клеточных осмотических условий.
Мономер соединяется с другим мономером с высвобождением молекулы воды, что приводит к образованию ковалентной связи. Эти типы реакций известны как реакции дегидратации или конденсации. Когда полимеры распадаются на более мелкие единицы (мономеры), молекула воды используется для каждой связи, разрываемой в этих реакциях; такие реакции известны как реакции гидролиза. Реакции дегидратации и гидролиза сходны для всех макромолекул, но каждая реакция мономера и полимера специфична для своего класса. Реакции дегидратации обычно требуют затрат энергии на образование новых связей, в то время как реакции гидролиза обычно высвобождают энергию за счет разрыва связей.
Попробуйте
Внесите свой вклад!
У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.
Улучшить эту страницуПодробнее
Биологические строительные блоки | CancerQuest
Клетка является основной единицей жизни. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
Сначала мы представим общие строительные блоки клеток. Все клетки, независимо от их функции или расположения в организме, имеют общие черты и процессы. Удивительно, но клетки почти полностью состоят всего из четырех основных типов молекул. Выше показана клетка, окруженная примерами молекул этих строительных блоков.
Поскольку они присутствуют в живых существах, эти строительные блоки называются биомолекулами. В следующих разделах описываются структуры и функции каждого из этих основных строительных блоков. Дополнительную информацию по темам на этой странице также можно найти в большинстве вводных учебников по биологии, мы рекомендуем Campbell Biology, 11-е издание.1
- Углеводы
- Белки
- Липиды
- Нуклеиновые кислоты
- Комбинации
Углеводы
Первый класс биомолекул, который мы обсудим, — это углеводы.
Эти молекулы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O). Обычно эти молекулы известны как сахаров . Углеводы могут варьироваться в размерах от очень маленьких до очень больших. Как и все другие биомолекулы, углеводы часто выстраиваются в длинные цепи, связывая вместе более мелкие единицы. Это похоже на добавление бусинок к браслету, чтобы сделать его длиннее. Общий термин для отдельной единицы или шарика – мономер . Термином для длинной цепочки мономеров является полимер .
Примеры углеводов включают сахара, содержащиеся в молоке (лактоза) и столовом сахаре (сахароза). Ниже представлена структура мономера сахара-глюкозы, основного источника энергии для нашего организма.
Углеводы выполняют в клетках несколько функций. Они являются отличным источником энергии для различных видов деятельности, происходящих в наших клетках. Некоторые углеводы могут иметь структурную функцию. Например, материал, благодаря которому растения стоят высоко и придают древесине прочность, представляет собой полимерную форму глюкозы, известную как целлюлоза.
Другие типы полимеров сахара составляют запасенные формы энергии, известные как крахмал и гликоген. Крахмал содержится в растительных продуктах, таких как картофель, а гликоген содержится в животных. Ниже показана короткая молекула гликогена. Вы можете сами манипулировать молекулой, чтобы хорошенько ее рассмотреть.
Углеводы необходимы клеткам для связи друг с другом. Они также помогают клеткам прилипать друг к другу и к материалу, окружающему клетки в организме. Способность организма защищаться от вторжения микробов и удалять из организма чужеродные материалы (такие как захват пыли и пыльцы слизью в нашем носу и горле) также зависит от свойств углеводов.
Узнайте больше о том, как доктор Майкл Пирс использует углеводы для исследования рака.
Белки
Как и углеводы, белки состоят из более мелких единиц. Мономеры, из которых состоят белки, называются аминокислотами . Существует около двадцати различных аминокислот. Структура простейшей аминокислоты глицина показана ниже.
Белки выполняют многочисленные функции в живых существах, включая следующие:
- Они помогают формировать многие структурные элементы тела, включая волосы, ногти и мышцы. Белки являются основным структурным компонентом клеток и клеточных мембран.
- Они помогают транспортировать материалы через клеточные мембраны. Примером может служить поглощение глюкозы клетками из кровотока. Мы вернемся к этой важной способности, когда будем обсуждать устойчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам.
- Действуют как биологические катализаторы. Большая группа белков, известных как ферменты, способна ускорять химические реакции, необходимые для правильной работы клеток. Например, существует множество ферментов, которые участвуют в расщеплении пищи, которую мы едим, и обеспечении доступности питательных веществ.
- Взаимодействия между клетками очень важны для поддержания организации и функционирования клеток и органов. Белки часто отвечают за поддержание контакта между соседними клетками и между клетками и их местным окружением. Хорошим примером может служить межклеточное взаимодействие, благодаря которому клетки нашей кожи удерживаются вместе. Эти взаимодействия зависят от того, что белки соседних клеток прочно связываются друг с другом. Как мы увидим, изменения в этих взаимодействиях необходимы для развития метастатического рака.
- Белки контролируют активность клеток, включая решения, касающиеся клеточного деления. Раковые клетки неизменно имеют дефекты этих типов белков. Мы вернемся к этим белкам более подробно, когда будем говорить о регуляции клеточного деления.
- Многие гормоны, сигналы, которые проходят через тело, чтобы изменить поведение клеток и органов, состоят из белка. Ниже показан инсулин, небольшой белковый гормон, который регулирует поглощение глюкозы из кровотока.
Хорошим примером может служить межклеточное взаимодействие, благодаря которому клетки нашей кожи удерживаются вместе. Эти взаимодействия зависят от того, что белки соседних клеток прочно связываются друг с другом. Как мы увидим, изменения в этих взаимодействиях необходимы для развития метастатического рака.
Липиды
Термин «липиды» относится к широкому спектру биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны. Независимо от их структуры, местоположения или функции в клетке/организме, все липиды имеют общие черты, которые позволяют их группировать.
- Не растворяются в воде; они гидрофобны.
- Как и углеводы, они состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.
Гидрофобная природа липидов диктует их использование в биологических системах. Жиры являются хорошим источником накопленной энергии, а масла и воски используются для формирования защитного слоя на нашей коже, предотвращая инфекцию. Некоторые липиды, стероидные гормоны, являются важными регуляторами клеточной активности. Мы вернемся к этому во время обсуждения потока информации в клетках. Активность стероидных гормонов, таких как эстроген, связана с раком женской репродуктивной системы. Лечение, основанное на этих знаниях, будет подробно обсуждаться в разделе сайта о лечении.
Выше изображен пример триацилглицерина или жира. Три длинные цепи состоят только из углерода и водорода, что придает молекуле ее гидрофобные свойства. Когда вы читаете о содержании насыщенных и ненасыщенных жиров на этикетках пищевых продуктов, они имеют в виду различия в этих длинных углеводородных цепях.
Основной функцией липидов является образование биологических мембран. Клетки окружены тонким слоем липидов. Слой состоит из особого типа липидов, обладающих как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами. Гидрофильные концы этих молекул обращены к заполненной водой среде внутри клеток и к водной среде вне клеток. Внутри двух слоев существует гидрофобная область. Мембрана, окружающая клетки, богата белками и другими липидами, такими как холестерин.
Большинство химических веществ не могут проникать через липидный бислой. Вода и некоторые другие небольшие молекулы могут свободно проходить через мембрану, в то время как другие молекулы должны активно транспортироваться через встроенные в мембрану белковые каналы. Мембраны также содержат комбинацию биомолекул, которые были описаны до сих пор. Как показано выше, белки могут быть связаны с углеводами с образованием гликопротеинов. Гликопротеины играют важную роль в межклеточных взаимодействиях, которые обсуждались ранее, и изменения в количестве или типах этих белков наблюдаются при раке.
Нуклеиновые кислоты
Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
Существует два основных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Обе эти молекулы являются полимерами. Они состоят из мономерных субъединиц, подобных углеводам и белкам, описанным ранее. Мономеры, используемые для построения нуклеиновых кислот, называются нуклеотидами. Нуклеотиды часто обозначаются однобуквенными сокращениями A, C, G, T и U. Как и все мономеры, описанные до сих пор, мономеры, используемые для построения ДНК, похожи друг на друга, но не совсем одинаковы. Одно из различий между ДНК и РНК заключается в подмножестве нуклеотидов, используемых для построения полимеров. ДНК содержит A, C, G и T, а РНК содержит A, C, G и U.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
ДНК состоит из двух длинных цепочек (полимеров) нуклеотидов, скрученных вокруг друг друга, образующих спиральную или спиралевидную структуру, показанную ниже.
Скрученные молекулы расположены определенным образом, причем определенные нуклеотиды всегда находятся напротив друг друга. Нуклеотид, содержащий аденин (А), всегда сочетается с нуклеотидом, содержащим тимин (Т). Точно так же гуанин (G) всегда сочетается с цитозином (C). Если вы внимательно посмотрите на график ниже, вы увидите пары нуклеотидов, взаимодействующие в середине спирали. Полимеры, образующие ДНК, могут быть очень длинными, достигая миллионов нуклеотидов на каждую отдельную молекулу ДНК. На следующем рисунке изображена короткая цепь двухцепочечной ДНК. 2
ДНК расположена в ядрах клеток, структура которых будет описана в следующем разделе сайта. Все ядерные клетки в организме человека имеют одинаковое содержание ДНК независимо от их функции. Разница в том, какие части ДНК используются в той или иной клетке. Например, клетки, из которых состоит печень, содержат ту же ДНК, что и клетки, из которых состоят мышцы. Резко отличающаяся активность этих двух типов клеток зависит от частей ДНК, которые активны в клетках.
ДНК – это форма хранения генетической информации, которая действует как схема для клеток. Как мы увидим, изменения в последовательности ДНК могут привести к изменению поведения клеток. Нерегулируемый рост, как и многие другие изменения, наблюдаемые при раке, в конечном итоге являются результатом мутаций, изменений в структуре ДНК.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) во многом похожа на ДНК. Это полимер нуклеотидов, несущий информацию, присутствующую в генах. В дополнение к некоторым химическим различиям между РНК и ДНК существуют важные функциональные различия.
- РНК копируется с ДНК в ядре и большая ее часть отправляется в цитозоль.
- РНК — это рабочая форма информации, хранящейся в ДНК.
- РНК одноцепочечная, а не двухцепочечная
Информация, содержащаяся в ДНК, действует на клетки так же, как архитектор использует план. Специфическое производство РНК позволяет клетке использовать только те страницы «чертежа», которые требуются в любой конкретный момент времени.
Очень важно, чтобы правильные РНК производились в нужное время. При раке продукция или регуляция определенных РНК не происходит должным образом. Точно так же, как неправильное прочтение чертежа приводит к появлению дефектов в здании, неправильное производство РНК вызывает изменения в поведении клеток, которые могут привести к раку. Эта важная тема будет подробно рассмотрена в разделе, посвященном функциям генов. Сначала мы рассмотрим более сложные формы биомолекул, а затем познакомимся с некоторыми ключевыми функциональными компонентами эукариотических клеток.
Комбинации
Теперь мы познакомились с основными классами биомолекул.
- углеводы
- липиды
- белков
- нуклеиновые кислоты
Эти биомолекулы работают вместе, чтобы выполнять определенные функции и создавать важные структурные особенности клеток. Например, в разделе о липидах мы впервые увидели приведенную ниже диаграмму мембраны.
В дополнение к липидному бислою, состоящему из особого типа липидов, мембрана содержит множество белков и сахаров.
Как показано, белки и сахара могут объединяться с образованием гликопротеинов. Сахара также могут быть добавлены к липидам с образованием гликолипидов.
Многие белки, играющие важную роль в развитии и/или обнаружении рака, представляют собой гликопротеины. Например, диагностические тесты на рак предстательной железы включают тестирование образцов крови на наличие гликопротеина, называемого специфическим антигеном простаты или ПСА. Рак яичников можно контролировать по продукции другого гликопротеина, называемого СА-125. СА означает ассоциированный с раком.
Подробнее о тесте CA-125
Часто многие белки и другие биомолекулы соединяются вместе, образуя функциональные структуры в клетках. Далее мы исследуем некоторые из этих более сложных структур, называемых органеллами.
Резюме
Все живые существа, включая клетки, из которых состоит тело человека, состоят из небольшого подмножества различных биомолекул. Существует четыре основных класса, как описано ниже:
- Углеводы
- Углеводы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
- Сахара являются обычными углеводами.
- Углеводы выполняют несколько функций внутри клеток:
- Основной источник энергии
- Обеспечьте структуру
- Связь
- Клеточная адгезия
- Защита от посторонних предметов и их удаление
- Углеводы состоят из элементов углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
- Белки
- Белки состоят из аминокислот.
- Белки выполняют несколько функций внутри живых существ:
- Структура волос, мышц, ногтей, клеточных компонентов и клеточных мембран
- Сотовый транспорт
- Биологические катализаторы или ферменты
- Поддержание контакта с ячейкой
- Контроль активности клеток
- Передача сигналов через гормоны
- Липиды
- Широкий спектр биомолекул, включая жиры, масла, воски и стероидные гормоны.
- Липиды не растворяются в воде (они гидрофобны) и в основном состоят из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O).
- Липиды выполняют несколько функций в живых существах:
- Форма биологических мембран
- Жиры могут храниться как источник энергии
- Масла и воски обеспечивают защиту, покрывая области, в которые могут проникнуть микробы (например, кожу или уши)
- Стероидные гормоны регулируют активность клеток, изменяя экспрессию генов
- Нуклеиновые кислоты
- Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
- Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, которые обозначаются аббревиатурой A, C, G, T и U.
- Существует два основных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК):
- ДНК
- ДНК имеет структуру двойной спирали, состоящей из нуклеотидов A, C, G и T. ДНК
- расположена в ядре клетки.
- ДНК – это форма хранения генетической информации.
- РНК
- РНК обычно одноцепочечная и состоит из нуклеотидов A, G, C и U.
- РНК скопирована с ДНК и является рабочей формой информации.
- РНК образуется в ядре, а мРНК экспортируется в цитозоль.
- ДНК
- Вся информация, необходимая для управления и построения клеток, хранится в этих молекулах.
Дополнительные биомолекулы можно получить, комбинируя эти четыре типа. Например, многие белки модифицируются путем добавления углеводных цепей. Конечный продукт называется гликопротеином.
Если вы найдете материал полезным, рассмотрите возможность размещения ссылки на наш веб-сайт.