Биохимия и молекулярная биология

Главная > Эволюция природы > Эволюция жизни > Молекулярная биология
ДНК - спираль жизни

"Зародившись однажды в адских условиях, жизнь с той поры пытается найти дорогу в рай..."

Разделы страницы о химии живого вещества:

  • Молекулярная биология и биотехнологии
  • Биохимия и химия белков
  • Роль химических элементов в организмах
  • Структурное родство биомолекул
  • Виды биохимических основ жизнедеятельности

Родственные биологические страницы:

Страницы со смежной тематикой:


Молекулярная биология и биотехнологии

Порталы по молекулярной биологии

Научные работы молекулярных биологов (биотехнологии)

Биохимия (химия белков и нуклеиновых кислот)

Аминокислоты и белки

Белки строятся из 20 основных и 5 редких аминокислот.

20 аминокислот, входящих в состав белков

Все 20 аминокислот имеют одинаковое основание (радикал), обозначенный здесь как R и имеющий химическую структуру NH3-CH-CO2:

   H  H    O
   |  |   //
H--N--C--C
   |  |   \
   H  X    O-
Глицин (гли)
NH3-CH2-CO2
            R
            |
            H
          
Аланин (ала)
NH3-CH-CH3-CO2
            R
            |
            CH3
          
Валин (вал)
NH3-CH-CH-CH3-CH3-CO2
            R
            |
            CH
           / \
        H3C   CH3
          
Изолейцин (илей)
NH3-CH-CH-CH3-CH2-CH3-CO2
            R
            |
            CH
           / \
        H2C   CH3
         /
      H3C
          
Лейцин (лей)
NH3-CH-CH2-CH-CH3-CH3-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            CH
           / \
        H3C   CH3
          
Серин (сер)
NH3-CH-CH2-OH-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            OH
          
Треонин (тре)
NH3-CH-HCOH-CH3-CO2
             R
             |
            HC-OH
             |
             CH3
          
Пролин (про)
NH3-CH-(CH2)3-CO2
           R--CH2
           |  |
          H2C-CH2
          
Цистеин (цис)
NH3-CH-CH2-SH-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            SH
          
Метионин (мет)
NH3-CH-(CH2)2-S-CH3-CO2
            R
            |
           (CH2)2
            |
            S
            |
            CH3
          
Лизин (лиз)
NH3-CH-(CH2)4-NH2-CO2
            R
            |
           (CH2)4
            |
            NH2
          
Аргилин (арг)
NH3-CH-(CH2)3-NH-C-NH2-NH-CO2
            R
            |
           (CH2)3
            |
            NH
            |
            C
           / \\
         HN   NH2
          
Аспарагиновая кислота (асп)
NH3-CH-CH2-COOH-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            COOH
          
Аспарагин (асн)
NH3-CH-CH2-CONH2-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            CONH2
          
Глутаминовая кислота (глу)
NH3-CH-(CH2)2-COOH-CO2
            R
            |
            (CH2)2
            |
            COOH
          
Глутамин (глн)
NH3-CH-(CH2)2-COOH-CO2
            R
            |
            (CH2)2
            |
            CONH2
          
Фенилаланин (фен)
NH3-CH-CH2-б/к-CO2
            R
            |
            CH2
            |
           / \\
          ||  |
           \ //
          
Тирозин (тир)
NH3-CH-CH2-б/к-OH-CO2
            R
            |
            CH2
            |
           / \\
          ||  |
           \ //
            |
            OH
          
Триптофан (три)
NH3-CH-CH2-C-CH-NH-б/к-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            C=CH
            |  \
            |   NH
            |  /
            ---
           // \\
           \   /
            ===
          
Гистидин (гис)
NH3-CH-CH2-COOH-CO2
            R
            |
            CH2
            |
            C
          /  \\
        HN    CH
          \   /
          HC=N
          

Примечания:

  1. б/к - бензольное кольцо

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треони́н, триптофан и фенилалани́н. Для детей незаменимыми также являются аргинин и гистидин.

Продукты с повышенным содержанием отдельных незаменимых аминокислот:

В белках живых организмов встречается небольшое число редких аминокислот. Они представляют собой производные некоторых стандартных аминокислот. Например, гидроксипролин — это производное пролина, входящее в состав коллагена; кроме гидроксипролина в коллагене содержится еще одна редкая аминокислота — гидроксилизин, являющаяся производным лизина. В триплетном коде ДНК нет кодонов для этих редких аминокислот; редкие аминокислоты образуются путем модификации соответствующих исходных аминокислот уже после того, как эти последние войдут в состав полипептидной цепи.

Аминокислот, которые не входят в состав белков, известно свыше 150. Они встречаются в клетках в свободном или связанном виде, но никогда не обнаруживаются в составе белков. у-Аминомасляную кислоту (ГАМК) можно, например, обнаружить только в нервной ткани. Она выполняет функцию ингибитора нейромедиаторов, играющих важную роль в центральной нервной системе.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), нуклеозиды и нуклеотиды

Нуклеосома - моток ДНК вокруг гистонов

ДНК и РНК представляют собой линейные полимеры, состоящие из однотипных звеньев (нуклеотидов) и образованные в основном из атомов Н, С, О, N и Р. Все атомы, кроме водорода, связаны между собой довольно прочно и не распадаются в водной среде. Каждый нуклеотид состоит из фосфатной группы, рибозы и N-основания.

Нуклеотидные звенья связаны между собой через фосфатные группы и образуют цепи длиной от долей микрометра у бактерий и вирусов до нескольких сантиметров у человека и более чем 10 см у некоторых других эукариот.

В  молекулы ДНК входят в основном четыре N-основания: аденин (Ad), гуанин (G), цитозин (Су) и тимин (Th). Каждое из них присоединено к дезокси-Р-рибозе. Продукт соединения N-основания с рибозой называют нуклеозидом.

Между каждыми двумя рибозами включена фосфатная группа. Молекулы ДНК связываются попарно водородными связями между пуринами (Су и Th) одной молекулы и пиримидинами (G и Ad) другой молекулы и образуют двойные спирали. Связывание происходит в основном благодаря взаимодействию между амидогруппами -C(O)NH2 одной молекулы ДНК с такими же амидогруппами другой молекулы ДНК. Некоторый вклад в энергию образования димеров вносят связи =NH - - N?, но он невелик.

Молекулы РНК отличаются от молекул ДНК тем, что они не содержат Th, а содержат другое пиримидиновое основание — урацил (U). Также они содержат вместо дезокси-Р-рибозы D-рибозу. ДНК и РНК дополняют друг друга в передаче наследуемых признаков от поколения к поколению.

В клетках эукариот ДНК упаковывается в хромосомы с помощью белков-гистонов, но такая укладка происходит в несколько этапов, детали которых до сих пор не прояснены. Известно, что сначала ДНК и белки образуют нуклеосомы: нить ДНК наматывается на комплекс гистонов, напоминающих шайбу. Затем такие шайбы нуклеосом стягиваются вместе и образуют спиралеобразную, скрученную нить.

Роль химических элементов в организмах

О  пищевых цепях и круговороте органики в природе читайте на странице о биосфере.

О "гормонах счастья" - на странице нейрогормонов.

Структурное родство биомолекул

Структурное родство биомолекул организмов разных царств.

Структурное родство гемоглобина и хлорофилла

Химическая структура хлорофилла и гемоглобина

Виды биохимических основ жизнедеятельности

Виды биохимических основ жизнедеятельности доядерных и доклеточных форм жизни.


Главная   Науки о природе   Биология :

Биохимия | Генетика | Эволюционная теория | Биокризисы | Палеонтология | Биогенез | Вирусология | Микробиология | Ботаника | Микология | Зоология | Биопорталы | Биоцентры | Биокнига

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 10.04.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня