Том 1 (1128365), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Транскрипция - синтез мРНК, комплементарной одной из цепей ДНК.другие пары оснований не образуются. В результате любая из цепей ДНК послеих разделения может служить матрицей для синтеза комплементарной цепи. Потому же принципу одна из цепей ДНК служит матрицей для синтезаинформационной, или матричной, РНК (мРНК), как показано на рис. 2-46.После образования в ядре клетки комплементарной последовательностиоснований мРНК на ДНК-матрице цепь мРНК, которая содержит, такимобразом, необходимую информацию для построения аминокислотнойпоследовательности полипептидной цепи, покидает ядро и переходит вцитоплазму, где она "считывается" рибосомой. В этом процессе, называемомтрансляцией, определенные последовательности из трех основании в ДНК имРНК кодируют определенные аминокислоты.
Например, GGT(U), GGC, GGA иGGG кодируют аминокислоту глицин, a GCT(U), GCC, GCA и GCG-аланин.Таким образом, генетический код построен на алфавите из четырех букв (A, G,С, Т или U), которые складываются в трехбуквенные слова.Как только образуется первичная структура (т. е. аминокислотнаяпоследовательность), новосинтезированная полипептидная цепь сворачивается искладывается самопроизвольно или с участием других специфическихполипептидных цепей, в результате чего формируются характерные для данноймолекулы белка вторичная и третичная структуры.Более подробное описание механизмов, связывающих синтез белка снуклеиновыми кислотами, можно найти в пособиях, указанных в конце главы.4644 :: 45 :: 46 :: Содержание46 :: 47 :: 48 :: Содержание2.9. РезюмеБиологи в основном придерживаются гипотезы, согласно которой жизнь наЗемле зародилась самопроизвольно в мелких морях в особых условиях, которыхдавно уже не существует.
Предполагается, что органические молекулы былисинтезированы в первичной атмосфере в ходе реакций, "подпитываемых"(энергетически) разрядами молний или радиацией, и накапливались в воде втечение длительного времени, обеспечив тем самым сырьевую базу длязарождения первичных живых клеток.Живая материя состоит главным образом из углерода, азота, кислорода иводорода, образующих стабильные (ковалентно связанные) соединения.Углерод, азот и кислород способны образовывать двойные и тройные связи, чтозначительно увеличивает структурное многообразие биологических молекул.Полярность молекулы Н2О обусловливает ее способность образовыватьводородные связи, что помимо связывания атомов водорода и кислородасоседних молекул воды придает воде много специфических свойств, тесносвязанных с эволюцией и выживанием живых организмов.
Молекулы водыдиссоциируют самопроизвольно на Н+ и ОН-. В 1 л чистой воды содержится по10-7 молей каждого иона. Многие вещества в растворе нарушают исходныйбаланс концентраций Н+ и ОН-, сообщая воде кислотные или основные свойства(т. е. способность отдавать или присоединять протоны). Концентрации этихионов измеряют по шкале рН.
рН биологических сред влияет на величину зарядааминокислотных боковых групп и, следовательно, на конформацию ифункциональную активность белков. Поэтому для поддержания рН в узких46Дополнение 2-1. Различные величины, использующиеся в областиэлектричества, и их определениеЗаряд (q) измеряется в системе СИ в единицах, называемых кулонами (Кл).Чтобы превратить 1 г-эквивалент одновалентного иона в его элементную основу(или наоборот), требуется заряд, равный 96 500 Кл (один фарадей).
Такимобразом, выражаясь не слишком строго, один кулон эквивалентен 1/96 500 гэквивалента электронов. Заряд одного электрона составляет -1,6·10 -19 Кл. Еслиумножить эту величину на число Авогадро, то полученный заряд и составит какраз один фарадей, или -96487 Кл/моль.Ток (I) представляет собой направленное движение заряда.
Сила тока припереносе 1 Кл/с составляет 1 ампер (А). За направление тока условнопринимают направление движения положительных зарядов (т.е. от анода ккатоду).Напряжение (V или Е) представляет собой электродвижущую силу (ЭДС)или разность потенциалов электрического поля, измеряемую в вольтах. Еслиработа, затрачиваемая на перемещение заряда в 1 Кл из одной точки поля вдругую, с более высоким потенциалом, составляет 1 джоуль (Дж), или 1/4,184калории (кал), то разность потенциалов между этими точками составляет 1вольт (В).Сопротивление (R) - величина, характеризующая противодействие току вэлектрической цепи.
Сопротивление измеряется в омах. 1 Ом - этосопротивление проводника, при прохождении через который тока в 1 Анаблюдается падение напряжения 1 В. Эта величина эквивалентнасопротивлению столбика ртути с площадью поперечного сечения 1 мм2 идлиной 106,3 см. R =ρ· длина/площадь поперечного сечения.Удельное сопротивление (ρ) - сопротивление проводника единичной длины(1 см или 1 м) и единичной площади поперечного сечения (соответственно 1 см2или 1 м2).Проводимость (G)Измеряется в сименсах.-величина,обратная сопротивлению: G = 1/R.Удельная проводимость - величина, обратная удельному сопротивлению.ЗаконОма утверждает, что сила тока прямо пропорциональнаприложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению:I = E/R, или Е = IR.Таким образом, напряжение 1 В на сопротивлении 1 Ом приводит квозникновению тока силой 1 А.
И наоборот, ток силой 1 А, проходящий черезсопротивление 1 Ом, создает разность потенциалов на его концах 1 В.Емкость (С). Конденсатор, как правило, состоит из двух пластин (изпроводящего материала), разделенных изолятором. Если подсоединить ихпараллельно к батарее гальванических элементов, заряды будут накапливатьсяна одной пластине и уходить с другой, пока разность потенциалов междупластинами не станет равной ЭДС батареи или не произойдет пробой изолятора.В идеальном конденсаторе ни один заряд как таковой не пересекаетизолирующий слой между пластинами, но одноименные заряды, собирающиесяна одной из пластин, электростатически отталкивают аналогичные заряды надругой пластине.
Емкость конденсатора, т. е. его способность накапливатьзаряды, выражают в фарадах (Ф). Если на конденсатор подано напряжение 1 В ископившийся на одной пластине (покинувший другую пластину)положительный заряд равен 1 Кл, то емкость такого конденсатора поопределению равна 1 Ф:47делах необходимы физиологические буферные системы; без них нарушаетсякоординация катализируемых реакций.Сила электростатического притяжения между ионом и ионсвязывающимцентром, насущим заряд противоположного знака, зависит от расстояниямаксимального сближения между этим ионом и центром.
Избирательностьтакого центра по отношению к различным ионам зависит от того, насколькоуспешно этот центр конкурирует с биполярными молекулами воды засвязывание той или иной разновидности иона.Животные клетки состоят из четырех основных групп органическихмолекул. Это липиды, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты. Липиды,включающие триацилглицеролы (жиры), жирные кислоты, воска, стероиды ифосфолипиды, служат энергетическим депо и основными компонентамибиологических мембран.
Углеводы включают сахара, крахмалы и структурныеполимеры, такие, как хитин и целлюлоза. Сахара и крахмалы служат основнымисточником ресурсов для поддержания энергетического метаболизма в клетках.Белки, представляющие собой свернутые особым образом линейные полимерыаминокислот, образуют многие структурные материалы, такие, как коллаген,кератин и т.д. Особым классом белков являются ферменты специализированные белки, обладающие каталитически активными центрами;они участвуют практически во всех биологических реакциях.
Нуклеиновыекислоты ДНК и РНК кодируют и преобразуют генетическую информацию,необходимую для направленного синтеза всех белковых молекул в клетке.4846 :: 47 :: 48 :: Содержание48 :: Содержание2.10. Вопросы для повторения1. Какие доводы можно высказать в пользу того, что молекулярные блоки,необходимые для зарождения жизни, возникли самопроизвольно напервобытной Земле?2.
Что определяет реакционную способность того или иного атома? Почему?3. Какие свойства элементов С, Н, О и N делают их особенно пригодными дляконструирования биологических молекул?4. Почему кислород играет столь важную роль в биологии?5. Какие важные физические и химические свойства Н2О можно напрямуюсвязать с дипольным характером молекулы воды?6. Чему равен рН 1 мМ раствора кислоты, если она диссоциирует на 10%?7.
Почему для буферной рН-системы требуется слабая, а не сильная кислота?8. В чем различие между моляльностью и молярностью?9. Сколько граммов весит один моль СО2?10. Сколько приблизительно частиц содержится в единице объема 1 мМраствора NaCl?11. Какова примерно температура кипения одно-моляльного раствора NaCl?12.
Почему одни жидкости проводят электрический ток, а другие нет?13. Сколько ионов проходит через какую-либо фиксированную точку врастворе (эквивалентов в секунду) при силе тока в 1 мА?14. Какие главные факторы определяют связывание двух катионов а и b сэлектроотрицательным местом связывания? Напишите выражение,объединяющее эти факторы в какую-либо поддающуюся измерениювеличину.15.
В каком из двух случаев сила притяжения одновалентного иона убываетбыстрее с расстоянием: в случае а) однополюсного центра связывания илиб) многополюсного центра? Напишите выражение, связывающее силу ирасстояние для каждого случая.16. Чем определяется а) первичная структура белка? б) вторичная? в)третичная? г) четвертичная?17.
Каким особым свойством обладает цистеин, благодаря которому он частовстречается в активных центрах молекул ферментов?18. Почему белки денатурируют (т.е. становятся структурнонеупорядоченными) при повышенных температурах?4848 :: Содержание48 :: СодержаниеЛИТЕРАТУРАCalvin М., Jorgenson M.J., eds, I968. Bio-organic Chemistry: Readings fromScientific American, New York, W. H. Freeman and Company.Calvin M.f PryorW.A., eds. 1973. Organic Chemistry of Life: Reading fromScientific American, New York, W.
H. Freeman and Company.Darnell J.H., Lodish H., Baltimore D. 1986. Molecular Cell Biology, New York,Scientific American Books.DeRobertis E.D. P., DeRobertis E.M.F., Jr. 1987. Cell and Molecular Biology,8th ed., Philadelphia, Lea and Febiger.Lehninger A.L. 1982. Principles of Biochemistry. New York, Worth.Stryer L. 1988. Biochemistry, 3th ed., New York, W. H.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
