Билет 10
Важное свойство мембран - способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. "Узнавание" сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке. Клетку-мишень определяют по способности избирательно связывать данную сигнальную молекулу с помощью рецептора.
Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами, то схему передачи информации можно представить так:
взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным посредником);
активация мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника;
образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАТ или Са2+;
активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируя ферменты, оказьюают влияние на активность внутриклеточных процессов.
Билет 11.
Вторичные мессенджеры (сигнальные молекулы) позволяют многократно усиливать первичный регуляторный сигнал. Рецепторный белок мембраны воспринимает гормональный сигнал и переводит на язык метаболитических реакций. Общим принципом передачи любой информации в клетке, как наследственной, так и оперативно регулирующей и управляющей, является обязательность ее трансдукции (преобразования) на каждом этапе. Существуют два основных механизма трансдукции гормонального сигнала в клетку. При первом гидрофобный гормон (стероидный, иодтиронин, активированные витамины А и D) проникает через плазматическую мембрану, а затем через цитозоль в ядро, где образует комплекс с ядерными рецепторами и в результате изменяет матричные синтезы. При втором гормон-рецепторный комплекс образуется на наружной поверхности плазматической мембраны. Пути трансд. сигнала: условное разделение и фактическое. После связывание гормонов с рецептором формируется конформационный сигнал, в результате которого рецепторы образуют комплекс с прочносвязанными мембранными ГТФ-зависимыми белками. 1 ГТФ-зависимая белка взаимодействует с 1 молекулой эффектора (фермента). В системе передачи сигнала особая роль отводится ионам Ca. Ca взял на себя роль вторичного мессенджера активируя протеинкиназу. Как и у животных, передатчиками сигнала (вторичными посредниками) у растений могут служить каскады протеинкиназ/протеинфосфатаз, фосфоинозит, диацилглицерин, фосфатидные и жирные кислоты, кальций, циклические нуклеотиды, оксид азота, перекись водорода. Конечной мишенью фитогормонов в клетке являются гены.
Билет 12.
6С02 + 12Н20 -> С6Н1206 + 602 + 6Н20
Фотосинтез — это процесс, при котором энергия солнечного света превращается в химическую энергию. В самом общем виде это можно представить следующим образом: квант света hv поглощается ХЛом, молекула которого переходит в возбужденное состояние, при этом е` переходит на более высокий энергетический уровень. В клетках зеленых растений в процессе эволюции выработался механизм, при котором энергия е`, возвращающегося на основной энергетический уровень, превращается в химическую энергию. Главную роль в этом процессе играет использование hv для восстановления CO2 до уровня углерода. Но в процессе фотосинтеза могут восстанавливаться сульфат или нитрат, образовываться H2; энергия света так же расходуется на транспорт вещ-в через мембраны и на другие процессы. Поэтому часто говоря о фототрофной функции фотосинтеза, понимая под этим испольование hv в различных эндергонических реакциях в живом организме. Физико-химическая сущность процесса фотосинтеза. При поглощении hv возрастают уровни свободной энергии (∆F) и общей энергии (∆U) (в последней значительную часть составляет е`ная энергия) и снижается энтропия системы (T∆S): ∆F = ∆U- T∆S. Накопление энергии при фотосинтезе сопряжено с химической и е`ной перестройкой участвующих в процессе компонентов. В химическом отношении накопление энергии в процессе фотосинтеза связано с перестройкой химических связей. В соответствии с общим уравнением при фотосинтезе происходит разрыв связей в молекулах СО2 (О=С=О) и Н2О (Н—О—Н) и возникает иной тип химических связей (С—С, С—Н, СН2О). Физический смысл фотосинтеза состоит в том, что в этом процессе происходит е`ная перестройка молекул. В целом фотосинтез — окислительно-восстановительный процесс, в ходе которого е`ы от воды переносятся к НАДФ, где е`ы находятся на более высоком энергетическом уровне. В результате создается большой фонд богатых энергией е`ов. Эта энергия преобразуется в другие виды химической энергии (электрохимический потенциал, АТФ). Создание мощного восстановительного потенциала в фотосинтезе имеет решающее значение для осуществления важнейших метаболических процессов и, прежде всего, для восстановления СО2. Образующийся восстановительный потенциал используется также для восстановления NO , SO и ряда соединений. Пластический обмен (ассимиляция) - способны к самостоятельному синтезу необходимых для них органических соединений за счет СО2, Н2O и энергии света.