Ознакомление с общими сведениями об обмен веществ и энергией в живом организме. Изучение элементов транскрипционно-трансляционного потока. Роль рибонуклеиновой кислоты. Аминокислотная последовательность полипептидных цепей. Генные мутации в клетке.
Аннотация к работе
Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Передача генетической информации в клетке основана на матричных процессах (репликации, транскрипции, трансляции).Обязательным условием существования всех живых организмов является постоянный обмен веществами и энергией с внешней средой. Из окружающей среды в организм человека поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины, необходимые для построения и обновления структурных элементов клеток и образования энергии, обеспечивающей протекание жизненных процессов. В клетках организма непрерывно происходят процессы химических превращений веществ: синтез свойственных организму белков, жиров и углеводов, одновременное расщепление сложных органических соединений с высвобождением энергии, выделение во внешнюю среду образующихся продуктов распада - воды, углекислого газа, аммиака, мочевины.Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме АТФ и других высокоэнергетических соединений. Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования - присоединения неорганического фосфата к АДФ. У аэробных организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное окисление; у анаэробных организмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при недостатке кислорода - два этапа: подготовительный, бескислородное окисление. Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Глюкоза в результате цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при этом суммарно образуются 2 молекулы АТФ и восстановленная форма переносчика водорода НАД·Н2: С6Н12О6 2АДФ 2Н3РО4 2НАД > 2С3Н4О3 2АТФ 2Н2О 2НАД·Н2.Белки - высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединенных в цепочку пептидной связью альфа-аминокислот. Белки могут быть структурными, как кератин и коллаген, или функциональными, как инсулин, фибриноген и, главное, ферменты, ответственные за регуляцию клеточного метаболизма. Белки синтезируются под непосредственным контролем ДНК. Процесс синтеза белка слагается из двух этапов: Транскрипция - синтез МРНК на ДНК.РНК содержится во всех живых клетках в виде одноцепочечных молекул.Матричная рибонуклеиновая кислота (МРНК, синоним - информационная РНК, ИРНК) - РНК, содержащая информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков.Рибосомные рибонуклеиновые кислоты (РРНК) - несколько молекул РНК, составляющих основу рибосомы. Основной функцией РРНК является осуществление процесса трансляции - считывания информации с МРНК при помощи адапторных молекул ТРНК и катализ образования пептидных связей между присоединенными к ТРНК аминокислотами.ТРНК также принимают непосредственное участие в наращивании полипептидной цепи, присоединяясь - будучи в комплексе с аминокислотой - к кодону МРНК и обеспечивая необходимую для образования новой пептидной связи конформацию комплекса. 3"-конец этого стебля несколько длиннее и формирует одноцепочечный участок, который заканчивается последовательностью ЦЦА со свободной ОН-группой. Средняя из этих ветвей - антикодоновая - состоит из пяти пар нуклеотидов и содержит в центре своей петли антикодон. Антикодон - это три нуклеотида, комплементарные кодону МРНК, который шифрует аминокислоту, транспортируемую данной ТРНК к месту синтеза пептида. В своих петлях они содержат модифицированные основания-дигидроуридин (D-петля) и триплет T?C, где ? - псевдоуриаин (Т?С-петля).Синтез МРНК начинается с обнаружения РНК-полимеразой особого участка в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции - промотора. После присоединения к промотору РНК-полимераза раскручивает прилежащий виток спирали ДНК. Две цепи ДНК в этом месте расходятся, и на одной из них фермент осуществляет синтез МРНК. В связи с тем, что РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид лишь от 5"-конца к 3"-концу, матрицей для транскрипции может служить только одна из двух цепей ДНК, а именно та, которая обращена к ферменту своим 3"-концом (3" > 5"). Антипараллельность соединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК позволяет РНК-полимеразе правильно выбрать матрицу для синтеза МРНК.ТРНК осуществляет доставку к месту синтеза пептидной цепи строго определенной аминокислоты, зашифрованной с помощью данного кодона. Специфическое соединение ТРНК со "своей" аминокислотой протекает в два этапа и приводит к образованию соеди
План
Содержание
Введение
Глава 1. Общие сведения
1.1 Обмен веществ и энергией
1.2 Энергетический обмен
1.3 Пластический обмен
Глава 2. Элементы транскрипционно-трансляционного потока
2.1 Роль РНК
2.2 Матричная РНК
2.3 Рибосомная РНК
2.4 Транспортная РНК
2.5 Транскрипция
2.6 Трансляция
Глава 3. Транскрипционно-трансляционный поток в патологии
3.1 Генные мутации
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии.
Клетка представляет собой открытую систему, т.е. она обменивается веществом и энергией с окружающей средой.
Передача генетической информации в клетке основана на матричных процессах (репликации, транскрипции, трансляции). Синтез дочерней цепи (репликация) молекулы ДНК происходит по матрице одной из двух родительских цепей с образованием новой двухцепочечной молекулы ДНК. Синтез молекулы РНК совершается в процессе транскрипции ДНК по матрице одной из двух цепей ДНК. Такая матричная (информационная) РНК может рассматриваться как посредник между ДНК и белком. Далее при синтезе белков генетическая информация, закодированная в последовательности триплетов азотистых оснований (канонов), транслируется в аминокислотную последовательность полипептидных цепей.