Вопросы для самоконтроля
1. Какая связь характерна для первичной структуры белка и как она образуется?
Какие факторы влияют на растворимость белков?
В чем состоит химизм высаливания?
Назовите реакции обратимого осаждения белков.
Назовите стадии выделения белков из животного сырья.
ВЫВОДЫ
Белки являются высокомолекулярными полимерами α-аминокислот.
Белки выполняют важнейшие, многообразные функции в организме: структурную, каталитическую, питательную, сократительную, дыхательную, защитную, регуляторную.
Белки имеют 4 структуры, стабилизированные ковалентными пептидными и слабыми ионными, водородными и гидрофобными связями.
Белки имеют специфические физико-химические свойства: денатурацию, высаливание, изоэлектрическое состояние.
Выделение и фракционирование белков основано на их физико-химических свойствах.
Простые белки классифицируются по растворимости, а сложные – по строению небелковой части.
2. Химия нуклеиновых кислот
Цель
Знать функции и структуру нуклеиновых кислот: ДНК и РНК
Задачи
Понять, какую биологическую роль выполняют ДНК и РНК
Изучить строение и названия мононуклеотидов, нуклеозидов и полинуклеотидов
Установить разницу в роли ДНК и РНК в синтезе белков
Химический состав нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные биополимеры, построенные из множества мононуклеотидов.
Нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) содержатся в ядрах клеток и играют важную роль в синтезе белков в организме. Молекулярная масса РНК млекопитающих равна 5 000 и выше, ДНК – 4 ∙ 109.
Мононуклеотид состоит из 3-х компонентов: азотистого основания, углевода (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты:
В состав РНК входит β-D-рибоза, в ДНК - β-D-дезоксирибоза.
Азотистые основания – это производные гетероциклических, азотсо- держащих соединений – пиримидина и пурина. В РНК входят: аденин, гуанин, цитозин и урацил; в ДНК: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Таким образом, РНК и ДНК отличаются только одним основанием:
2.2. Структура нуклеиновых кислот
Азотистое основание, соединяясь с углеводом, образует нуклеозид. Нуклеозид, присоединяя фосфорную кислоту, образует нуклеотид:
Названия нуклеозидов строятся по названию основания с суффиксом –озин для пуриновых и –идин для пиримидиновых оснований с приставкой – дезокси для нуклеозидов ДНК, например, гуанозин, дезоксицитидин.
Названия нуклеотидов могут быть 2-х видов: 1. оно включает название нуклеозида с окончанием монофосфат, например аденозинмонофосфат (АМФ), дезоксицитидинмонофосфат (д-ЦМФ); 2. строится с добавлением суффикса –иловая кислота к названию остатка основания, например адениловая кислота, гуаниловая кислота, цитидиловая кислота, уридиловая кислота, дезокситимидиловая кислота и т.д. (табл. 6).
Таблица 6
В клетках кроме мононуклеотидов могут быть в свободном виде и нуклеотиды, содержащие 2 и 3 остатка фосфорной кислоты, тогда они называются ди- и трифосфаты. Например, уридиндифосфат (УДФ), аденозинтрифосфат (АТФ).
Аденозинтрифосфат (АТФ) – главный макроэрг, т.е. носитель химической энергии клетки в живых организмах, которая расходуется на обменные процессы и различные функции в организме.
Полинуклеотиды (РНК и ДНК)
Полимеризация мононуклеотидов в полинуклеотидную цепь РНК или ДНК происходит за счет фосфорной кислоты, которая образует две фосфодиэфирные связи между 3 и 5 углеродными атомами соседних молекул рибозы или дезоксирибозы:
В пространстве РНК состоит из 1 полинуклеотидной цепи, закрученной в виде клубка, спирали или палочек в зависимости от вида РНК. Например, транспортная РНК (т-РНК) имеет форму клеверного листка (рис. 11):
Рис. 11. Вторичная структура т-РНК
ДНК в пространстве представляет собой двойную, закрученную вокруг одной оси спираль из 2-х полинуклеотидных цепей (рис. 12). Азотистые основания находятся внутри спирали и соединяются друг с другом водродными связями строго по правилу комплементарности (химического соответствия): аденин с тимином, гуанин с цитозином (рис.13). Это позволяет понять механизм синтеза на одной цепи ДНК ее копии.
Рис. 12. Двойная спираль ДНК
Рис. 13. Спаривание азотистых оснований в ДНК