Белки
Дисциплина: Химия и физикаТип работы: Реферат
Тема: Белки
Синтез белков.
Расщепление.
Расщепление в желудке (кислая среда).
Всасывание в тонком кишечнике.
На нужды организма:
, Н
2О,
-выведение.
(аминокислоты выстраиваются в
различные последовательности).
Жиры
Углеводы.
белки
алиментарная дистрофия – необратимая)
Весь синтез белков состоит из двух процессов: транскрипции и трансляции.
Транскрипция – процесс считывания, синтез РНК, осуществляемый РНК полимеразой. Процесс идёт с одной цепи ДНК. Транскрипция производится одним или несколькими генами, отвечающих за
синтез определённого белка. У
прокариотов этот участок называется
опероном.
В начале каждого
оперона находится площадка для РНК полимеразы –
промотр – специальная последовательность
нуклеотидов РНК, которую фермент определяет благодаря химическому средству. Присоединяется к просмотру и начинается синтез
иРНК. Дойдя до конца
оперона фермент встречает сигнал (определённую последовательность
нуклеотидов), который означает конец считывания.
Стадии процесса:
Связывание РНК полимеразы с
промотором.
Инициация – начало синтеза.
Элонгация – рост цепочки РНК.
нуклеотидов/секунда.
Терминация
– завершение синтеза.
Трансляция – происходит в ядре на
рибосомах.
Этапы:
Аминокислоты доставляют
тРНК к
рибосомам. Кодоны шифруют аминокислоты. На вершине
тРНК имеется последовательность трёх
нуклеотидов,
компланарных
нуклеотидам кодона в
иРНК, -
антикодон. Фермент определяет
антикодон и присоединяет
тРНК аминокислоту.
На
рибосоме
тРНК переводит с «языка»
нуклеотидов на «язык» аминокислот. Далее аминокислоты отрываются от
тРНК.
Фермент синтеза присоединяет аминокислоту к полипептидной цепи.
Синтез завершён и готовая цепь отходит от
рибосом.
Строение белков.
Белки – это высокомолекулярные соединения, молекулы которых представлены двадцатью альфа – аминокислотами, соединёнными
пептидными связями –
О -
Н -
Дипепетиды
Полипептиды
Мономерами белков являются аминокислоты.
Кислотные свойства аминокислот определятся карбоксильной группой (-СООН), щелочные – аминогруппой (-
). Каждая из 20 аминокислот имеет одинаковую часть, включающую обе эти группы (-
CHNH
COOH
), и отличается от любой другой особой химической группировкой
– группой, или радикалом.
Существуют:
Простые белки – состоящие из одних аминокислот. Например, растительные белки –
проламины, белки кровяной плазмы –
альбулины и глобулины.
Сложные белки – помимо аминокислот имеют в своём составе другие органические соединения (нуклеиновые кислоты,
липиды, углеводы), соединения фосфора, металлы. Имеют сложные названия нуклеопротеиды,
шикопротеиды и т.д.
Простейшая аминокислота – глицерин
COOH
Но разные аминокислоты могут содержать различные радикалы
CHNH
COOH
H – O -
- CH
2 – CHNH
2 – COOH
Структура белков.
Образование линейных молекул белков происходит в результате соединения аминокислот друг с другом. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при
отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь, называемая
пептидной.
Типы структур:
Первичная
определяется последовательностью аминокислот. Из трёх аминокислот – 27 комбинаций, тогда из 20 аминокислот – 10
1300
длиной каждая не менее 100 остатков, следовательно, продолжается эволюционный процесс.
Вторичная – спираль, полая внутри, которая удерживается водородными связями, при этом радикалы направлены наружу.
Третичная – физиологически активная структура, спираль, закрученная в клубок. Отрицательно и положительно заряженные
– группы аминокислот притягиваются и сближают участки белковой цепи, так образуется клубок, поддерживаемый сульфидными мостками (-
Четвертичная структура – некоторые белки, например гемоглобин и инсулин, состоят из нескольких цепей, различающихся по первичной структуре.
В человеческом организме около 100000 белков, молекулярная масса которых от нескольких тысяч до нескольких миллионов.
История вопроса.
В настоящее время строение и функции большинства белков известны. История изучения белков началась с исследования
Беккари (1878г), который впервые из пшеничной муки выделил белковое вещество, названное им \'
клековиной\'.
В 1888 г. А. Я. Данилевский предположил существование в белках -N-S- химических группировок.
В 1902 г. Э. Фишер предложил
пептидную теорию строения белка.
В 1951 г. Л.
Полинг разработал модель вторичной структуры белка.
В 1953 г.
Сэнгер расшифровал аминокислотную последовательность в инсулине (гормон поджелудочной железы), а через 10 лет уже тот же инсулин был получен путем искусственного синтеза
из аминокислот. Совершенствование методов исследования достигло такого уровня, что в настоящее время изучение структуры белковой молекулы является относительно простым делом и для
большего количества белков установлено их строение (аминокислотный состав и аминокислотное строение).
Перспективы.
У белков очень сложное строение и на данном этапе развития науки очень сложно выявить структуру молекул белков.
Первый белок, у которого была расшифрована первичная структура, был инсулин. Это случилось в 1954 году. Для этого понадобилось около 10 лет. Синтез белков - очень сложная
задача, и если ее решить, то возрастет количество ресурсов для дальнейшего использования их в технике, медицине ит.д., а также уже возможен биохимический и синтетический способы
получения пищи.
А.Н. Несмеянов провел широкие исследования в области создания микробиологической промышленности по производству искусственных продуктов питания. Практическое осуществление путей
получения такой пищи ведется в двух основных направлениях. Одно из них основано на использовании белков растений, например сои, а второе - на использовании белков продуктов,
полученных микробиологическим путем из нефти.
В природе широко представлена автоматическая
самосборка
надмолекулярных структур и инициатором ее являются белковые молекулы. Это дает надежду выяснить закономерности формообразования у растений и животных и понять
молекулярные механизмы, обеспечивающие сходство родителей и детей.
Чем глубже химики познают природу и строение белковых молекул, тем более они убеждаются в исключительном значении получаемых данных для раскрытия тайны жизни. Раскрытие связи
между структурой и функцией в белковых веществах - вот краеугольный камень, на котором покоится проникновение в самую глубокую сущность жизненных процессов, вот та основа, которая
послужит в будущем исходным рубежом для нового качественного скачка в развитии биологии и медицины.
Биологическое значение.
Белки входят в состав живых организмов и являются основными материальными агентами, управляющими всеми химическими реакциями, протекающими в организме.
Одной из важнейших функций белков является их способность выступать в качестве специфических катализаторов (ферментов), обладающих исключительно высокой каталитической
активностью. Без участия ферментов не проходит почти ни одна химическая реакция в живом организме.
Вторая важнейшая функция белков состоит в том, что они опр...