Молекула белка живая природа

Какова роль молекул белка в живой природе?

Роль белков и роль молекул белков — одно и тоже
Роль белков в клетке и организме
Белки играют исключительно большую роль в процессах жизнедеятельности клетки и организма, им свойственны следующие функции.
Структурная. Входят в состав внутриклеточных структур‚ тканей и органов. Например, коллаген и эластин служат компонентами соединительной ткани: костей‚ сухожилий‚ хрящей; фиброин входит в состав шелка‚ паутины; кератин входит в состав эпидермиса и его производных (волосы‚ рога‚ перья) . Образуют оболочки (капсиды) вирусов.
Ферментативная. Все химические реакции в клетке протекают при участии биологических катализаторов — ферментов (оксидоредуктазы, гидролазы, лигазы, трансферазы, изомеразы, и лиазы) .
Регуляторная. Например, гормоны инсулин и глюкагон регулируют обмен глюкозы. Белки–гистоны участвуют в пространственной организации хроматина, и тем самым влияют на экспрессию генов.
Транспортная. Гемоглобин переносит кислород в крови позвоночных, гемоцианин в гемолимфе некоторых беспозвоночных, миоглобин — в мышцах. Сывороточный альбумин служит для транспорта жирных кислот‚ липидов и т. п. Мембранные транспортные белки обеспечивают активный транспорт веществ через клеточные мембраны (Na+, К+-АТФаза) . Цитохромы осуществляют перенос электронов по электронтранспортным цепям митохондрий и хлоропластов.
Защитная. Например, антитела (иммуноглобулины) образуют комплексы с антигенами бактерий и с инородными белками. Интерфероны блокируют синтез вирусного белка в инфицированной клетке. Фибриноген и тромбин участвуют в процессах свертывания крови.
Сократительная (двигательная) . Белки актин и миозин обеспечивают процессы мышечного сокращения и сокращения элементов цитоскелета.
Сигнальная (рецепторная) . Белки клеточных мембран входят в состав рецепторов и поверхностных антигенов.
Запасающие белки. Казеин молока, альбумин куриного яйца, ферритин (запасает железо в селезенке) .
Белки-токсины. Дифтерийный токсин.
Энергетическая функция. При распаде 1 г белка до конечных продуктов обмена (СО2, Н2О, NH3, Н2S, SО2) выделяется 17‚6 кДж или 4‚2 ккал энергии.

Источник

Чем «живые» молекулы отличаются от «неживых»?

Чем «биологические» связи отличаются от химических?

Попытка определить структуру белка с помощью
ультрафиолетовой спектроскопии напоминает мне
определение структуры пианино по грохоту его падения
с длинной лестницы.

Френсис Крик (Francis Crick), один их первооткрывателей структуры ДНК.

Живые существа состоят из тех же атомов, что и неживые. Почему и как атомы в живом организме образуют сложные молекулы, которые не встречаются в неживой части природы?

Всё дело в связях, которые способны образовывать атомы в живом организме. Простая аналогия. Возьмите кубики детского конструктора, например Lego, и попробуйте сделать модель экскаватора или робота. Чем сложнее модель, тем больше вам понадобится типов кубиков, сочленений, шестеренок и ремней. В химии связью

называют взаимодействие электронов атомов и ядер атомов, приводящее к образованию молекул, макромолекул и кристаллов. Таблица типов химических связей, приведенная ниже, весьма приблизительна, поскольку не отражает полностью все аспекты взаимодействия электронов и ядер, которые определяются сложными уравнениями квантовой механики. Полная классификация химических связей до сих пор не построена и является одной из важнейших нерешенных проблем современной физики, химии и даже. биологии.

Химические связи между:

отдельными атомами

группами атомов и частями молекул

Вот краткая характеристика некоторых типов связей. При образовании ковалентной связи один или несколько электронов «размазываются» между двумя атомами, а при образовании ионной — один или несколько электронов приближаются к одному из атомов за счёт электростатического притяжения с образованием взаимно притягивающихся ионов. Металлическая связь наблюдается в кристаллах, где, образно выражаясь, ионный каркас погружен в «море электронов». В живом мире наиболее важную роль играет очень слабая (по сравнению с ионной и ковалентной связью) водородная связь. Она образуется между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы.

Богатство живого мира основано на многообразии биологических молекул, которые состоят из повторяющихся фрагментов (мономеров) и хитроумных связей между ними. Молекула, состоящая из повторяющихся мономеров, соединенных химическими связями, которые образуют структурные единицы более крупной молекулы, называется полимером. Хотя большинство полимеров являются органическими, некоторые неорганические полимеры хорошо известны в быту, например силиконы. т.е. кислородсодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения. Таким образом, любую конструкцию из куби­ков Lego, например робота, можно назвать «игрушечным полимером», состоящим из «кубиков-мономеров».

Одним из наиболее распространенных органических полимеров в живых организмах является белок, который служит поли­мером аминокислот. В настоящее время большие биологические молекулы, как правило, полимеры или содержащие полимеры, называют макромолекулами.

Пример макромолекулы белка

Как природа быстро и безошибочно (практически) генерирует и собирает столь сложные молекулы?

Как создается белок?

Как работает рибосома?

Рибосома — это одна из наиболее важных составных частей (органелл) клетки, которая, по сути, является фабрикой белка

Расположение рибосом на грубом эндоплазматическом ретикулуме (т.е. на сетке внутри цитоплазмы).

Внутри ядра клетки гены (ДНК) транскрибируются (переписываются) в РНК, которая затем преобразуется в информационную (или матричную) РНК (мРНК или mRNA). Потом мРНК попадает в цитоплазму, где рибосомами и транспортными РНК (тРНК или tRNA), несущими аминокислоты, она транслируется в белок. Каждый набор из трёх баз, кодон,

в тРНК обозначает аминокислоту в составе генерируемого белка.

Природа с помощью рибосомы должна с удивительной точ­ностью подогнать элементы тРНК-кодон-мРНК, чтобы производить белок. Как такой сложной макромолекуле, как рибосома, удаётся создавать белок со столь поразительно высокой точнос­тью?

Многие компоненты клетки являются сложными наборами РНК и белков. Рибосома также является чудовищно сложной комбинацией мРНК и около 50-ти белков. Потому изучение её структуры и поведения представляет собой чрезвычайно слож­ную задачу.

Общий вид самой крупной модели рибосомы, созданной в Национальной лаборатории Лос-Аламос (США).

Рибосомы имеют фундаментально важное значение для рас­крытия загадки происхождения и эволюции живых организмов. Они считаются одними из наиболее древних свидетельств на­чального этапа жизни живых существ, которые доступны нам сегодня для изучения. Если сравнить генетический код рибосом в людях и бактериях, то можно заметить, что они очень подоб­ны. Большая часть ядра рибосомы идентична для всех живых организмов, генетический код которых расшифрован до насто­ящего времени.

Основные этапы изучения рибосом.

1900 г.— Джордж Палладе (George Palade) открыл новые органеллы (впоследствии названные рибосомами) с помощью электронного микроскопа.

1958 г.— Ричард Робертс (Richard Roberts) предложил на­звать новую органеллу рибосомой.

1974 г. — Альбер Клод (Albert Claude), Кристиан де Дюв (Christian de Duve), Джордж Паладе получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «За открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки».

2000 г. — полностью расшифрована атомная структура рибо­сомы 50S из клетки архея.

Источник

Тема 1.2. Сущность жизни и свойства живого. — 10-11 класс, Сивоглазов (рабочая тетрадь часть 1)

1. Почему трудно дать однозначное определение понятия «жизнь»? Попробуйте сформулировать собственное определение.
Трудно определить грань, которая отделяет живое от неживого. Жизнь как явление природы – величайшая загадка, которую человечество пытается решить уже много тысячелетий. Жизнь – это активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с ее физической и химической формами существования, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе ее развития; совокупность физических и химических процессов, позволяющих осуществлять обмен веществ и воспроизведение.

2. Дополните недостающие парные слова.
Дискретность и целостность; ассимиляция и диссимиляция; наследственность и изменчивость; рост и развитие; раздражимость и движение.

3. Установите соответствие между группами и их представителями.
Объекты:
1. Клетка
2. Молекула белка
3. Корневище ландыша
4. Дизентерийная амеба
5. Сосулька льда
6. Кристалл NaCl
Группы
А. Живая природа
Б. Неживая природа

4. В чем основные отличия биологической системы от объектов неживой природы?
Биологические системы отличаются от объектов неживой природы наличием свойств:
Единство химического и биологического состава.
Единство структурной организации.
Клеточное строение.
Обмен веществ и энергии – ассимиляция и диссимиляции.
Раздражимость (способность реагировать на внешнее изменение) и движение.
Рост и развитие.
Видоспецифичность. Развиваются в соответствии с наследственной программой. Эволюция (неорганическая эволюция).
Самовоспроизведение.
Наследственность. Изменчивость.
Целесообразность (не только организмы, органы и клетки, но и молекулы).
Дискретность и целостность.
Саморегуляция.
Это основные атрибуты жизни. Все они по отдельности могут встречаться в неживых системах, вместе – только в живых.

5. Проиллюстрируйте на примерах такие свойства живой материи, как дискретность и целостность.
Любая биосистема состоит из взаимосвязанных частей, которые вместе образуют структурно-функциональное единство. Например, организм состоит из систем органов, органы – из тканей, ткани – из клеток, клетки – из органоидов, органоиды – из молекул. Каждая структурная единица играет свою роль, а в целом все это образует единую биологическую систему.

6. Раскройте смысл утверждения: «Одним из важнейших свойств живых существ является способность к саморегуляции».
Любые живые организмы обитают в постоянно меняющихся условиях окружающей среды. Благодаря способности организмов к саморегуляции поддерживается постоянство химического состава и интенсивность физиологических процессов, то есть поддерживается гомеостаз.

7. Чем принципиально отличается обмен веществ у живых организмов от обмена веществ, происходящего в неживой природе?
Все живые организмы являются открытыми системами, то есть постоянно обмениваются с окружающей средой энергией и веществом. Неживые объекты – часто закрытые, замкнутые системы.

8. Рассмотрите рисунок 1 в §1. 2. Сформулируйте основные отличия закрытой и открытой систем.
Открытая система обменивается веществом и энергией с окружающей средой. В закрытой системе обмена веществ и энергии с окружающей средой не происходит.

9. Соедините стрелками соответствующие друг другу элементы левого и правого столбика.
Дискретность и целостность – отдельные взаимодействующие части образуют единое целое.
Открытость – постоянный обмен веществами и энергией с окружающей средой.
Ритмичность – приспособление организмов к периодически меняющимся условиям существования.
Раздражимость и движение – способность организма избирательно реагировать на внешние и внутренние воздействия.

10. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Живыми являются:
1. Кораллы в витрине зоологического музея
2. Вулканы, извергающие лаву
3. Дрожжи, добавленные в опару теста
4. Гейзеры на камчатке.

Тест 2.
Название какого термина написано без орфографической ошибки?
1. Дескретность
2. Асимиляция
3. Филогенез
4. Гомеастаз.

11. Сформулируйте и запишите основные идеи §1. 2.
Жизнь – это активная форма существования материи; совокупность физических и химических процессов, позволяющих осуществлять обмен веществ и воспроизведение.
Живой объект или система обладает следующими свойствами:
Единство химического и биологического состава, структурной организации.
Клеточное строение.
Обмен веществ и энергии.
Раздражимость и движение.
Рост и развитие.
Самовоспроизведение.
Наследственность. Изменчивость.
Целесообразность.
Дискретность и целостность.
Саморегуляция.
Ритмичность.
Эти основные атрибуты жизни по отдельности могут встречаться в неживых системах, вместе – только в живых.

Источник