Hogyan kapcsolódnak egymáshoz a vírusok és a molekulák? Kémia
A vírusok lények vagy anyagok?
Az elmúlt 100 év során a tudósok többször megváltoztatták a vírusok, a betegségek mikroszkopikus hordozóinak természetéről alkotott felfogásukat.
Eleinte a vírusokat mérgező anyagoknak tekintették, majd - az élet egyik formájának, majd a biokémiai vegyületeknek. Ma azt feltételezik, hogy az élő és az élettelen világ között léteznek, és az evolúció fő résztvevői.
A 19. század végén felfedezték, hogy egyes betegségeket, köztük a veszettséget és a ragadós száj- és körömfájást a baktériumokhoz hasonló, de sokkal kisebb részecskék okozzák. Mivel biológiai természetűek, és egyik áldozatról a másikra terjedtek, ugyanazokat a tüneteket okozva, a vírusokat apró élő szervezeteknek kezdték tekinteni, amelyek genetikai információt hordoznak.
A vírusok élettelen vegyi tárgyakká redukálása 1935 után következett be, amikor Wendell Stanley először kristályosította ki a dohánymozaikvírust. Felfedezték, hogy a kristályok összetett biokémiai komponensekből állnak, és nem rendelkeznek a biológiai rendszerek működéséhez szükséges tulajdonsággal - metabolikus aktivitással. 1946-ban a tudós Nobel-díjat kapott ezért a kémiai munkáért, nem pedig az élettanért vagy az orvostudományért.
Stanley további kutatásai egyértelműen kimutatták, hogy minden vírus fehérjehéjba csomagolt nukleinsavból (DNS vagy RNS) áll.
Ez a rendszer sok tudóst arra kényszerített, hogy új pillantást vetjen a vírusokra. Az élő és az élettelen világ határán elhelyezkedő tárgyaknak kezdték tekinteni. M.H.V. van Regenmortel, a Strasbourgi Egyetem és a Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központ virológusai szerint ezt az életmódot "kölcsönéletnek" nevezhetjük. Érdekes tény, hogy míg a biológusok régóta egy kémiai részekkel teli „fehérjedoboznak” tekintették a vírust, a gazdasejtben való szaporodási képességét a fehérjekódoló mechanizmus tanulmányozására használták fel. A modern molekuláris biológia sikerének nagy részét a vírusok tanulmányozása során nyert információknak köszönheti.
A tudósok a legtöbb sejtösszetevőt (riboszómák, mitokondriumok, membránszerkezetek, DNS, fehérjék) kristályosították, és ma vagy „kémiai gépeknek”, vagy olyan anyagnak tekintik őket, amelyet ezek a gépek használnak vagy termelnek. Ez a nézet a sejtek életét biztosító összetett kémiai szerkezetekről az oka annak, hogy a molekuláris biológusok nem foglalkoznak túlságosan a vírusok állapotával.
A kutatókat csak olyan szerekként érdekelték, amelyek képesek a sejteket saját céljaikra felhasználni vagy fertőzésforrásként szolgálni. A vírusok evolúcióhoz való hozzájárulásának összetettebb kérdése a legtöbb tudós számára továbbra is lényegtelen.
Lenni vagy nem lenni?
A kő, valamint egy csepp folyadék, amelyben anyagcsere folyamatok zajlanak le, de nem tartalmaz genetikai anyagot és nem képes önreprodukcióra, kétségtelenül élettelen tárgy. A baktérium élő szervezet, és bár csak egy sejtből áll, energiát termel, és olyan anyagokat szintetizál, amelyek biztosítják létezését és szaporodását. Mit mondhatunk ebben az összefüggésben a magról? Nem minden mag mutatja az élet jeleit. Nyugalmi állapotban azonban magában hordozza azt a potenciált, amelyet egy kétségtelenül élő anyagból kapott, és amely bizonyos feltételek mellett megvalósítható. Ugyanakkor a mag visszafordíthatatlanul megsemmisülhet, és akkor a potenciál kihasználatlan marad. Ebből a szempontból a vírus inkább egy magra, mint egy élő sejtre emlékeztet: vannak bizonyos képességei, amelyek nem biztos, hogy megvalósulnak, de nem képes önállóan létezni.
Az életet úgy is tekinthetjük, mint egy állapotot, amelybe bizonyos feltételek mellett egy bizonyos tulajdonságokkal rendelkező, élettelen összetevőkből álló rendszer megy át. Ilyen összetett (feltörekvő) rendszerekre példa az élet és a tudat. A megfelelő státusz eléréséhez bizonyos nehézségi szinttel kell rendelkezniük. Így egy neuronnak (önmagában vagy akár egy neurális hálózat részeként) nincs tudata, ehhez agyra van szükség. De egy ép agy biológiai értelemben is lehet élő, ugyanakkor nem biztosít tudatot. Hasonlóképpen, sem a sejtes, sem a virális gének vagy fehérjék maguk nem szolgálnak élő anyagként, és a sejtmag nélküli sejt abban hasonlít a lefejezett emberhez, hogy nincs kritikus összetettségi szintje. Ezt a szintet a vírus sem képes elérni. Tehát az élet egyfajta összetett kialakuló állapotként definiálható, amely ugyanazokat az alapvető „építőköveket” tartalmazza, mint a vírus.
| Ha ezt a logikát követjük, akkor a vírusok, nem lévén a szó szoros értelmében élő objektumok, mégsem sorolhatók inert rendszerek közé: az élő és az élettelen határán vannak. |
Vírusok és evolúció
A vírusoknak megvan a saját, nagyon hosszú evolúciós története, amely az egysejtű szervezetek eredetéig nyúlik vissza. Így egyes vírusjavító rendszerek, amelyek biztosítják a hibás bázisok DNS-ből való kivágását és az oxigéngyökök stb. okozta károsodások megszüntetését, csak az egyes vírusokban találhatók meg, és évmilliárdokig változatlan formában léteznek.
A kutatók nem tagadják, hogy a vírusok szerepet játszottak az evolúcióban.
De mivel élettelen anyagnak tekintik őket, egy szintre állítják őket olyan tényezőkkel, mint az éghajlati viszonyok. Ez a tényező befolyásolta a kívülről változó, genetikailag meghatározott tulajdonságokkal rendelkező szervezeteket. Azok a szervezetek, amelyek ellenállóbbak voltak ezzel a befolyással szemben, sikeresen túlélték, szaporodtak, és génjeiket továbbadták a következő generációknak.
Sőt, a sejt és a vírus együttélése során a vírusgenom (DNS vagy RNS) „kolonizálja” a gazdasejt genomját, egyre több új génnel látva el, amelyek végső soron a gazdasejt genomjának szerves részévé válnak. adott típusú szervezet. A vírusok gyorsabban és közvetlenebbül hatnak az élő szervezetekre, mint a genetikai változatokat szelektáló külső tényezők. A víruspopulációk nagy száma, magas replikációs rátájuk és magas mutációs rátájuk párosulva a genetikai innováció fő forrásává teszik őket, folyamatosan új géneket hozva létre.
Egyedülálló, vírus eredetű, utazó gén átjut egyik szervezetből a másikba, és hozzájárul az evolúciós folyamathoz.
Az a sejt, amelynek nukleáris DNS-e megsemmisült, valóban „halott”: megfosztják genetikai anyagától, tevékenységi utasításokkal együtt. De a vírus felhasználhatja a megmaradt ép sejtkomponenseket és a citoplazmát a replikációjához. Leigázza a sejtes apparátust, és arra kényszeríti, hogy vírusgéneket használjon utasítások forrásaként a vírusfehérjék szintéziséhez és a vírusgenom replikációjához.
A túlzott dózisú UV-sugárzás a cianofágok elpusztulásához vezethet, de néha többszöri javítással sikerül újra életre kelniük. Minden gazdasejtben általában több vírus is jelen van, és ha ezek megsérülnek, darabonként össze tudják állítani a vírusgenomot. Az a genom különböző részei képesek egyedi gének beszállítóiként szolgálni, amelyek más génekkel együtt teljes mértékben helyreállítják az a genom funkcióit anélkül, hogy teljes vírust hoznának létre. A vírusok az egyetlen élőlények, amelyek a Főnix madárhoz hasonlóan újjászülethetnek a hamuból.
Az International Human Genome Sequencing Consortium szerint 113 és 223 közötti gén hiányzik a baktériumok és az emberek között megosztva olyan jól tanulmányozott szervezetekből, mint a Sacharomyces cerevisiae élesztőgomba, a Drosophila melanogaster gyümölcslégy és a Caenorhabditis elegans orsóféreg, amelyek a két szélsőség közé esnek. élő szervezetek. Egyes tudósok úgy vélik, hogy az élesztő, a gyümölcslégy és a orsóféreg, amely baktériumok után, de a gerincesek előtt jelent meg, egyszerűen elvesztette a megfelelő géneket evolúciós fejlődésük egy pontján. Mások úgy vélik, hogy a géneket a szervezetébe bekerült baktériumok vitték át az emberre.
Az Oregoni Egyetem Egészségtudományi Intézetének Vakcinák és Génterápiás Intézet munkatársaival közösen azt javasoljuk, hogy létezzen egy harmadik út is: a gének kezdetben vírusos eredetűek voltak, majd két különböző organizmuscsalád tagjait, például baktériumokat és gerinceseket kolonizáltak. . A gén, amellyel a baktérium felruházta az emberiséget, átterjedhetett a vírus által említett két vonalba.
Sőt, biztosak vagyunk abban, hogy maga a sejtmag vírus eredetű. A sejtmag megjelenése (ez a szerkezet csak az eukariótákban, köztük az emberben található, és a prokariótákban, például baktériumokban hiányzik) nem magyarázható a prokarióta szervezetek fokozatos alkalmazkodásával a változó körülményekhez. Előzetesen létező, nagy molekulatömegű vírus-DNS alapján jöhetett létre, amely állandó „otthont” épített magának a prokarióta sejtben. Ezt megerősíti az a tény, hogy a T4 fág DNS-polimeráz génje (a DNS-replikációban részt vevő enzim) (a fágok baktériumokat fertőző vírusok) nukleotidszekvenciájában közel áll mind az eukarióták, mind az őket megfertőző vírusok DNS-polimeráz génjeihez. . Ráadásul Patrick Forterre, a Párizsi Déli Egyetem munkatársa, aki a DNS-replikációban részt vevő enzimeket tanulmányozta, arra a következtetésre jutott, hogy az eukariótákban a szintézisüket meghatározó gének vírus eredetűek.
 |
| Kéknyelv vírus |
A vírusok a földi élet abszolút minden formáját érintik, és gyakran meghatározzák sorsukat. Ugyanakkor ők is fejlődnek. A közvetlen bizonyítékok új vírusok megjelenéséből származnak, mint például az AIDS-t okozó humán immundeficiencia vírus (HIV).
A vírusok folyamatosan módosítják a határvonalat a biológiai és a biokémiai világ között. Minél tovább haladunk a különféle organizmusok genomjainak tanulmányozásában, annál több bizonyítékot fedezünk fel egy dinamikus, nagyon ősi gyűjteményből származó gének jelenlétére. A Nobel-díjas Salvador Luria a vírusok evolúcióra gyakorolt hatásáról beszélt 1969-ben: „Talán a vírusok a sejtgenomba való belépési és onnan való kilépési képességükkel aktív résztvevői voltak az evolúció során minden élőlény genetikai anyagának optimalizálásának Nem vettük észre." Függetlenül attól, hogy melyik világnak - élőnek vagy élettelennek - tulajdonítjuk a vírusokat, eljött az idő, hogy ne elszigetelten, hanem az élő szervezetekkel való állandó kapcsolatukat figyelembe véve vegyük figyelembe őket.
A SZERZŐRŐL:
Luis Villarreal(Luis P. Villarreal) – a Kaliforniai Egyetem Víruskutató Központjának igazgatója, Irvine. Biológiából doktorált a San Diego-i Kaliforniai Egyetemen, majd a Stanford Egyetemen dolgozott a Nobel-díjas Paul Berg laboratóriumában. Aktívan részt vesz az oktatási tevékenységekben, és jelenleg is részt vesz a bioterrorizmus elleni küzdelemre irányuló programok kidolgozásában.
A vírusok birodalmának képviselői az életformák speciális csoportját alkotják. Nemcsak rendkívül speciális felépítésűek, hanem sajátos anyagcsere is jellemzi őket. Ebben a cikkben egy nem sejtes életformát – egy vírust – fogunk tanulmányozni. Hogy miből áll, hogyan szaporodik és milyen szerepet tölt be a természetben, azt elolvasva megtudhatja.
Nem sejtes életformák felfedezése
1892-ben az orosz tudós D. Ivanovsky tanulmányozta a dohánybetegség kórokozóját - a dohánymozaikot. Megállapította, hogy a kórokozó nem baktérium, hanem egy speciális formája, később vírusnak nevezték. A 19. század végén a biológiában még nem használtak nagyfelbontású mikroszkópokat, így a tudós nem tudta kideríteni, milyen molekulákból áll a vírus, sem látni és leírni. Az elektronmikroszkóp 20. század eleji megalkotása után a világ meglátta az új királyság első képviselőit, amelyről kiderült, hogy számos veszélyes és nehezen kezelhető emberi betegség okozója, valamint egyéb élő szervezetek: állatok, növények, baktériumok.
A nem sejtes formák helyzete az élő természet taxonómiájában
Amint korábban említettük, ezek a szervezetek ötödik vírusokká egyesülnek. Az összes vírusra jellemző fő morfológiai jellemző a sejtszerkezet hiánya. A tudományos világban mindmáig folynak a viták arról a kérdésről, hogy a nem sejtes formák élő objektumok-e a fogalom teljes értelmében. Végül is metabolizmusuk minden megnyilvánulása csak az élő sejtbe való behatolás után lehetséges. Eddig a pillanatig a vírusok úgy viselkednek, mint az élettelen természetű tárgyak: nincsenek metabolikus reakcióik, nem szaporodnak. A 20. század elején a tudósok kérdések egész csoportjával szembesültek: mi a vírus, miből áll a héja, mi van a vírusrészecskén belül? A válaszokat sokéves kutatás és kísérletezés eredményeként kaptuk meg, amelyek egy új tudományág alapjául szolgáltak. A biológia és az orvostudomány találkozásánál keletkezett, és virológiának hívják.
Szerkezeti jellemzők
A „minden ötletes egyszerű” kifejezés közvetlenül vonatkozik a nem sejtes életformákra. A vírus nukleinsavmolekulákból áll - DNS vagy RNS, fehérjehéjjal bevonva. Nincs saját energia- és fehérjeszintetizáló apparátusa. Gazdasejt nélkül a vírusoknak egyetlen jele sincs élő anyagnak: nincs légzés, nincs növekedés, nincs ingerlékenység, nincs szaporodás. Ahhoz, hogy mindez megjelenjen, egyetlen dologra van szükség: áldozatot kell találni - egy élő sejtet, anyagcseréjét alárendelni a nukleinsavnak, és végül elpusztítani. Mint korábban említettük, a vírushéj rendezett szerkezetű fehérjemolekulákból áll (egyszerű vírusok).
Ha a héj lipoprotein alegységeket is tartalmaz, amelyek valójában a gazdasejt citoplazmatikus membránjának részét képezik, az ilyen vírusokat komplex vírusoknak (a himlő és a hepatitis B kórokozói) nevezzük. A vírus felszíni héja gyakran glikoproteineket is tartalmaz. Jelző funkciót látnak el. Így mind a héj, mind a vírus egy szerves komponens - fehérje és nukleinsavak (DNS vagy RNS) molekuláiból áll.
Hogyan hatolnak be a vírusok az élő sejtekbe
A kórokozó sejt elleni támadás eredménye a vírus DNS-ének vagy RNS-ének a saját fehérjerészecskéivel való kombinációja. Így az újonnan képződött vírus rendezett fehérjerészecskékkel bevont nukleinsavmolekulákból áll. A gazdasejt membránja elpusztul, a sejt elpusztul, és a belőle kikerülő vírusok behatolnak a szervezet egészséges sejtjeibe.
A fordított reduplikáció jelensége
A birodalom képviselőinek tanulmányozásának kezdetén az volt a vélemény, hogy a vírusok sejtekből állnak, de D. Ivanovsky kísérletei bebizonyították, hogy a kórokozókat nem lehet mikrobiológiai szűrőkkel izolálni: a kórokozók áthaladtak a pórusaikon, és a szűrletbe kerültek. megőrizte virulens tulajdonságait.
A további kutatások megállapították, hogy a vírus szerves anyag molekulákból áll, és csak a sejtbe való közvetlen behatolása után mutatja az élő anyag jeleit. Ebben szaporodni kezd. A legtöbb RNS-t tartalmaz a fent leírtak szerint, de néhány, például az AIDS-vírus, DNS-szintézist okoz a gazdasejt magjában. Ezt a jelenséget fordított replikációnak nevezik. Ezután a DNS-molekulán szintetizálódik a vírus mRNS, és megindul rajta a héját alkotó vírusfehérje alegységek összerakása.
A bakteriofágok jellemzői
Mi a bakteriofág - sejt vagy vírus? Miből áll ez a nem sejtes életforma? A válaszok ezekre a kérdésekre a következők: kizárólag prokarióta szervezeteket - baktériumokat - érint. Felépítése meglehetősen egyedi. A vírus szerves anyag molekulákból áll, és három részre oszlik: a fejre, a szárra (tok) és a farokszálakra. Az elülső részben - a fejben - egy DNS-molekula található. Ezután jön a tok, amiben egy üreges rúd van. A hozzá kapcsolódó farokszálak biztosítják a vírus kapcsolatát a bakteriális plazmamembrán receptorlókuszaival. A bakteriofág működési elve fecskendőhöz hasonlít. A burokfehérjék összehúzódása után a DNS-molekula bejut az üreges rúdba, és tovább injektálódik a célsejt citoplazmájába. Most a fertőzött baktérium szintetizálja a vírus DNS-ét és fehérjéit, ami elkerülhetetlenül a halálához vezet.
Hogyan védekezik a szervezet a vírusfertőzések ellen
A természet speciális védőeszközöket hozott létre, amelyek ellenállnak a növények, állatok és emberek vírusos betegségeinek. Magukat a kórokozókat sejtjeik antigénként érzékelik. Válaszul a vírusok jelenlétére a szervezetben immunglobulinok termelődnek - védő antitestek. Az immunrendszer szervei - a csecsemőmirigy, a nyirokcsomók - reagálnak a vírus inváziójára, és hozzájárulnak a védőfehérjék - interferonok - termeléséhez. Ezek az anyagok gátolják a vírusrészecskék fejlődését és gátolják szaporodásukat. A fentebb tárgyalt mindkét típusú védőreakció a humorális immunitásra vonatkozik. A védelem másik formája a sejtes. A leukociták, makrofágok, neutrofilek felszívják és lebontják a vírusrészecskéket.
A vírusok jelentése
Nem titok, hogy ez többnyire negatív. Ezek az ultrakicsi patogén részecskék (15-450 nm), amelyek csak elektronmikroszkóppal láthatók, egy sor veszélyes és kezelhetetlen betegséget okoznak a Földön kivétel nélkül minden élőlényben. Így hatással vannak a létfontosságú szervekre és rendszerekre, például az idegrendszerre (veszettség, agyvelőgyulladás, gyermekbénulás), az immunrendszerre (AIDS), az emésztőrendszerre (hepatitisz), a légzőszervekre (influenza, adenofertőzések). Az állatok gyíkoktól és pestistől, a növények pedig különféle nekrózisoktól, foltoktól és mozaikoktól szenvednek.
A királyság képviselőinek sokféleségét nem vizsgálták teljesen. A bizonyíték az, hogy még mindig új típusú vírusokat fedeznek fel, és korábban ismeretlen betegségeket is diagnosztizálnak. A 20. század közepén például Afrikában fedezték fel a Zika-vírust. A szúnyogok szervezetében található, amelyek harapásukkor megfertőzik az embereket és más emlősöket. A betegség tünetei arra utalnak, hogy a kórokozó elsősorban a központi idegrendszer egyes részeit érinti, újszülötteknél mikrokefáliát okoz. A vírus hordozóinak emlékezniük kell arra, hogy potenciális veszélyt jelentenek partnereikre, mivel az orvosi gyakorlatban beszámoltak a betegség szexuális átterjedésének eseteiről.
A vírusok pozitív szerepe magában foglalja a kártevőfajok elleni küzdelemben és a géntechnológiában való felhasználásukat.
Ebben a munkában elmagyaráztuk, mi a vírus, miből áll a részecskéje, és hogyan védekeznek a szervezetek a kórokozók ellen. Azt is meghatároztuk, hogy a nem sejtes életformák milyen szerepet játszanak a természetben.
A vírusok két tulajdonságukban különböznek az élettelen anyagoktól: a hasonló formák szaporodásának (szaporodásának) képessége, valamint az öröklődés és a változékonyság birtoklása.
A vírusokat nagyon egyszerűen tervezték. Minden vírusrészecske RNS-ből vagy DNS-ből áll, amely egy fehérjehéjba van zárva, az úgynevezett kapszid (16. ábra).
2. A vírusok létfontosságú aktivitása.
A sejtbe behatolva a vírus megváltoztatja az anyagcserét, és minden tevékenységét a vírus nukleinsavak és vírusfehérjék termelésére irányítja. A sejten belül megtörténik a vírusrészecskék önszerveződése a szintetizált nukleinsavmolekulákból és fehérjékből. A halál előtt hatalmas számú vírusrészecskét sikerül szintetizálni a sejtben. Végül a sejt elpusztul, membránja felrobban, és a vírusok elhagyják a gazdasejtet (17. ábra).
Az élő szervezetek sejtjeiben megtelepedve a vírusok számos veszélyes betegséget okoznak: emberben: influenza, himlő, kanyaró, gyermekbénulás, mumpsz, veszettség, AIDS és sok más; növényekben - a dohány, a paradicsom, az uborka mozaikbetegsége, a levélgöndörödés, a törpeség stb.; állatoknál - ragadós száj- és körömfájás, sertés- és madárpestis, lovak fertőző vérszegénysége stb.
Kérdések a teszthez az „Élőtermészet molekuláris szintje” részben
Mindegyik opcióhoz 10 kérdést kell feltenni
Minden kérdésre egy teljes mondatban kell válaszolni.
- Milyen elemeket tartalmaznak a szénhidrátok? Írd le a szénhidrátok általános képletét!
- Milyen szénhidrátok tartoznak a nukleinsavakba (DNS és RNS)?
- Írd le a legfontosabb diszacharidok nevét!
- Írd le a legfontosabb poliszacharidok nevét!
- Milyen poliszacharidok alkotják a növényi és gombasejtek sejtfalát?
- Milyen szénhidrátok halmozódnak fel tartalékanyagként a növényi és állati sejtekben?
- Írd le egy aminosav általános képletét!
- Melyek a fehérjék elsődleges és másodlagos szerkezete?
- Melyek a fehérjék harmadlagos és kvaterner szerkezete?
- Mi a denaturáció?
- Milyen molekulákat sorolunk biopolimerek közé?
- Mik azok az enzimek?
- Mi a neve az enzim azon régiójának, amely kölcsönhatásba lép a szubsztrát molekulával?
- Hol találhatók DNS-molekulák a sejtben?
- Milyen nitrogénbázisok alkotják a DNS-nukleotidokat? RNS?
- Hány hidrogénkötés jön létre a komplementer nitrogénbázisok között a DNS-ben?
- Milyen funkciókat lát el a DNS és az RNS egy sejtben?
- Milyen szénhidrátok részei a DNS-nukleotidoknak? RNS?
- Milyen szerves molekuláknak van katalitikus aktivitásuk a fehérjéken kívül?
- Milyen típusú RNS található egy sejtben?
- Hol találhatók RNS-molekulák a sejtben?
- Milyen molekulákból állnak a zsírok?
- Mennyi energia szabadul fel a zsír oxidációjából a szénhidrátokhoz képest?
- Mely molekulák a genetikai információ őrzői?
- Mely molekulák a sejtek fő építőkövei? Fő és tartalék energiaforrás?
- Milyen szénhidrátot és milyen nitrogénbázist tartalmaz az ATP?
- Mennyi energia szabadul fel az ATP lebontása során AMP és 2 H molekulákká 3 RO 4 ?
- Miért van szüksége a szervezetnek vitaminokra a normál anyagcseréhez?
- Milyen nukleinsavak találhatók a vírusokban?
- Soroljon fel 5 vírus által okozott emberi betegséget!
A szénhidrátok a következőkből állnak...
szén, hidrogén és oxigén
szén, nitrogén és hidrogén
szén, oxigén és nitrogén
Szénhidrát, vagy szacharidok, a szerves vegyületek egyik fő csoportja. Minden élő szervezet sejtjének részei. A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. Nevüket azért kapták, mert legtöbbjük molekulájában ugyanolyan arányban van hidrogén és oxigén, mint egy vízmolekulában.
A szénhidrátok általános képlete Cn (H 2 O)m. A példák közé tartozik szőlőcukor- C 6 H 12 O 6 és szacharóz- C 12 H 22 O 11. A szénhidrát származékok más elemeket is tartalmazhatnak. Minden szénhidrát egyszerű, ill monoszacharidok, és összetett, ill poliszacharidok. A monoszacharidok közül az élő szervezetek számára a legfontosabbak a ribóz, dezoxiribóz, glükóz, fruktóz és galaktóz.
A szénhidrátok funkciói: energia, építő, védő, raktározás.
Azonosítsa a poliszacharidokat a megadottak közül!
keményítő, glikogén, kitin...
glükóz, fruktóz, galaktóz
ribóz, dezoxiribóz
A di- és poliszacharidok két vagy több monoszacharid kombinálásával jönnek létre. A diszacharidok tulajdonságai hasonlóak a monoszacharidokhoz. Mindkettő jól oldódik vízben és édes ízű. A poliszacharidok nagyszámú monoszacharidból állnak, amelyeket kovalens kötések kapcsolnak össze. Ezek közé tartozik keményítő, glikogén, cellulóz, kitinés mások.
A fehérje természetes szerkezetének megsértése.
denaturáció
renaturáció
degeneráció
A fehérje természetes szerkezetének megsértését ún denaturáció. Előfordulhat hőmérséklet, vegyszerek, sugárzási energia és egyéb tényezők hatására. Gyenge hatás esetén csak a kvaterner szerkezet bomlik fel, erősebb hatás esetén a harmadlagos, majd a szekunder, és a fehérje polipeptid lánc formájában marad meg. Ez a folyamat részben reverzibilis: ha az elsődleges szerkezet nem roncsolódik, akkor a denaturált fehérje képes helyreállítani szerkezetét. Így a fehérje makromolekula összes szerkezeti jellemzőjét elsődleges szerkezete határozza meg.
Olyan funkció, amelynek köszönhetően a sejtben felgyorsulnak a biokémiai reakciók.
katalitikus
enzimatikus
mindkét válasz helyes
A kontraktilis fehérjék funkciója.
motor
szállítás
védő
Az összes eukarióta sejt flagellumja körülbelül 100 µm hosszú. Egy keresztmetszetben látható, hogy a flagellum perifériáján 9 pár mikrotubulus található, a közepén pedig 2 mikrotubulus. Minden mikrotubuluspár össze van kötve. Az ezt a kötést végző fehérje az ATP hidrolízise során felszabaduló energia hatására megváltoztatja a konformációját. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a mikrotubulusok párjai elkezdenek mozogni egymáshoz képest, a flagellum meghajlik és a sejt elkezd mozogni.
A fehérjék funkciója, melynek köszönhetően a hemoglobin oxigént szállít a tüdőből más szövetek és szervek sejtjeibe.
szállítás
motor
mindkét válasz helyes
Ez fontos szállítás fehérjék funkciója. Így a hemoglobin oxigént szállít a tüdőből más szövetek és szervek sejtjeibe. Az izmokban ezt a funkciót a hemoglobin fehérje látja el. A szérumfehérjék (albumin) elősegítik a lipidek és zsírsavak, valamint a különböző biológiailag aktív anyagok átvitelét. Oxigén hozzáadásával a hemoglobin kékesről skarlátra változik. Ezért a sok oxigént tartalmazó vér színe különbözik a kevés oxigént tartalmazó vértől. A sejtek külső membránjában található transzportfehérjék különféle anyagokat szállítanak a környezetből a citoplazmába.
A fehérje funkciója, amely fenntartja az anyagok állandó koncentrációját a vérben és a szervezet sejtjeiben. Vegyen részt a növekedésben, szaporodásban és más létfontosságú folyamatokban.
enzimatikus
szabályozó
szállítás
A DNS-molekula nitrogénbázisokat tartalmaz...
adenin, guanin, citozin, timin
adenin, guanin, leucin, timin
nincs helyes válasz
A DNS-molekula négyféle nitrogénbázist tartalmaz: adenint, guanint, citozint és timint. Meghatározzák a megfelelő nukleotidok nevét.
Határozza meg a nukleotid összetételét!
foszforsav maradék, citidin, szénhidrát
nitrogénbázis, szénhidrát, DNS
nitrogéntartalmú bázis, szénhidrát, foszforsav maradék
Mindegyik nukleotid három komponensből áll, amelyeket erős kémiai kötések kötnek össze. Ez egy nitrogéntartalmú bázis, egy szénhidrát (ribóz vagy dezoxiribóz) és egy foszforsav maradék.
Az adenin és a timin közötti kötés neve egy kétszálú DNS-molekula kialakulásában.
egyetlen
kettős
hármas
A DNS-molekula egy kettős nukleotidsor, varrott hossz- és keresztirányban felépítését szénhidrátok alkotják, amelyeket foszfátcsoportok kötnek össze két láncra. A „létra” láncok között nitrogéntartalmú bázisok vannak, amelyeket gyenge hidrogénkötések vonzanak egymáshoz (adenin-timin esetében a kötés kettős).
Határozza meg az adenozin-trifoszfát összetételét:
adenin, uracil, két foszforsav-maradék
adenin, ribóz, három foszforsav-maradék
Nukleinsav adenozin-trifoszfát(ATP) egyetlen nukleotidból áll, és két makroerg (energiában gazdag) kötést tartalmaz foszfátcsoportok között. Az ATP minden sejtben feltétlenül szükséges, mivel biológiai akkumulátor - energiahordozó - szerepét tölti be. Mindenhol szükség van rá, ahol energiát tárolnak, felszabadulnak és felhasználnak, vagyis szinte bármilyen biokémiai reakcióban, mivel ezek a reakciók szinte folyamatosan minden sejtben végbemennek, minden ATP molekula kisül és töltődik fel, például az emberi szervezetben átlagosan minden alkalommal. perc. Az ATP a citoplazmában, a mitokondriumokban, a plasztidokban és a sejtmagokban található.
vírus
Áttekintésünk, amely a sejteket az élő anyag egységeinek tekinti, nem lehet teljes a vírusok érintése nélkül. Bár a vírusok nem élnek, biológiailag kialakult szupramolekuláris komplexek, amelyek képesek önreplikációra a megfelelő gazdasejtjeikben. A vírus egy nukleinsavmolekulából és egy fehérjemolekulákból álló védőburokból vagy kapszidból áll. A vírusok két állapotban léteznek.
Rizs. 2-23. Növényi sejtfal elektronmikroszkópos felvétele. A fal szerves „ragasztóba” merített cellulózszálak egymást keresztező rétegeiből áll. A növényi sejtfalak nagyon erősek, szerkezetük acél merevítéssel megerősített betonlapra emlékeztet.
Rizs. 2-24. Bakteriofág replikáció a gazdasejtben.
Egyes vírusok DNS-t, míg mások RNS-t tartalmaznak.
Több száz különböző vírus ismert, amelyek specifikusak bizonyos típusú gazdasejtekre. A gazdaszervezet szerepét állati, növényi vagy bakteriális sejtek játszhatják (2-3. táblázat). A baktériumokra specifikus vírusokat bakteriofágoknak vagy egyszerűen fágoknak nevezik (a „fág” szó jelentése: enni, felszívni). A vírusok kapszidja csak egyféle fehérjemolekulából építhető fel, mint például a dohánymozaik vírus esetében, amely az egyik legegyszerűbb vírus, amelyet elsőként kaptak kristályos formában (1. 2-25). Más vírusok több tíz vagy több száz különböző típusú fehérjét tartalmazhatnak. A vírusok mérete igen változatos. Így az egyik legkisebb vírus, az fX174 bakteriofág átmérője 18 nm, míg az egyik legnagyobb vírus, a vaccinia vírus mérete a részecskéiben lévő legkisebb baktériumoknak felel meg. A vírusok alakja és szerkezetük összetettségi foka is különbözik. A legösszetettebbek közé tartozik a T4 bakteriofág (2-25. ábra), amelynek gazdasejtjeként az E. coli szolgál. A T4 fágnak van egy feje, egy függeléke ("farok") és egy összetett farokszál-készlet; amikor a vírus DNS-t egy gazdasejtbe fecskendezik, együtt "csípésként" vagy injekciós fecskendőként működnek. ábrán. 2-25 és a táblázatban. A 2-3. táblázatok számos vírus részecskéinek méretére, alakjára és tömegére, valamint az összetételükben található nukleinsavmolekulák típusára és méretére vonatkozó adatokat mutatják be. Egyes vírusok szokatlanul patogének az ember számára. Ide tartoznak többek között a himlőt, a gyermekbénulást, az influenzát, a megfázást, a fertőző mononukleózist és a herpes zoster-t okozó vírusok. Úgy tartják, hogy az állatokban a rákot vírusok is okozzák, amelyek rejtett állapotban is lehetnek.
táblázat 2-3. Egyes vírusok tulajdonságai
A vírusok egyre fontosabb szerepet töltenek be a biokémiai kutatásokban, hiszen segítségükkel rendkívül értékes információkhoz juthatunk a kromoszómák szerkezetéről, a nukleinsavak enzimatikus szintézisének mechanizmusairól és a genetikai információ átadásának szabályozásáról.
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete