Пластический обмен (анаболизм)
синтез сложных органических веществ из простых с потреблением энергии
Биосинтез белка
Этапы биосинтеза:
Транскрипция – синтез и – РНК по матрице ДНК
- Место протекания – ядро, содержащее ДНК, хранители наследственной информации. ДНК состоят из генов.
- Ген – участок ДНК, несущий информацию о структуре одного белка.
- Информация о структуре белка записана в генах ДНК в виде генетического кода.
Генетический код - последовательность кодонов ДНК шифрующих последовательность аминокислот в белке.
Кодон – три нуклеотида шифрующие одну аминокислоту
- При транскрипции синтезируется РНК комплементарная определённому гену ДНК. Эта РНК содержатся участки не несущие информацию о белке
(интроны) и участки с информацией о белке (экзоны).
- Трансляция заканчивается спайсингом - вырезание интронов и сшивание экзонов собразованием и – РНК. Для защиты молекулы РНК от расщепляющих ферментов ей на правый конец (головку) прикрепляется гуанозин, а на левый конец (хвостик) цепь из нуклеотидов аденина. Такая и - РНК называется информосомой. Открыл информосому казахский ученый М.А. Айтхожин.
Трансляция – синтез белка по матрице и – РНК
Место протекания – рибосомы.
Этапы трансляции:
ИНИЦИАЦИЯ – начало синтеза белка (полипептидной цепи)
т – РНК с помощью ферментов присоединяют к себе соответствующую аминокислоту и транспортируют её в малую часть рибосом
ЭЛОНГАЦИЯ – удлинение полипептидной цепи.
Если антикодон т – РНК соответствует (комплементарен) кодону и – РНК, то аминокислота остаётся в большой части рибосомы и присоединяется к полипептидной цепи, а т – РНК идёт в гиалоплазму за следующей аминокислотой. Рибосома последовательно продвигается вдоль и – РНК.
ТЕРМИНАЦИЯ – завершение синтеза белка.
При достижении рибосомы правого конца и – РНК содержащего знаки препинания (кодоны УАА, УАГ, УГА) полипептид ( белковая молекула) отрывается от рибосомы, приобретая вторичную и третичную структуры попадает в полость ЭПС.
Полирибосома – несколько рибосом нанизанных на одну и – РНК.
1961 год Ф. Жакоб, А. Львов, Ж. Моно экспериментально определили механизм биосинтеза белка
Синтез белка идёт особенно интенсивно в молодом растущем организме.
Фотосинтез Пластический и энергетический обмен растительной клетки
Фотосинтез – сложный биохимический процесс превращения энергии солнца в энергию химических связей органических веществ, характерен только цианобактериям и растениям.
Т.В.Энгельман – установил, что фотосинтез происходит только в хлоропластах при наличии хлорофилла.
Фазы фотосинтеза:
СВЕТОВАЯ ФАЗА. Протекает на мембране тилакоидов хлоропластов.
Реакция Хилла
Под действием света электроны молекул хлорофилла возбуждаются и переходят на внутреннюю сторону мембран тилакоидов.
Энергия, содержащаяся в электорне, идёт на фотолиз воды (вода разлагается на кислород и водород, а сам электорн
электрон переносится на внешнюю часть мембраны. Фотолиз воды открыл в 1939г. Р. Хилл, поэтому она называется его именем
На внешней части мембраны накапливаются отрицательно заряженные электроны, а на внутренней части положительно заряженные протоны водорода. Возникает разность потенциалов. Достигая величины 200мВт. протоны водорода проталкиваются через канал АТФ – синтетазы и соединяются с электронами, образуя атомы водорода, которые присоединяются к НАДФ (переносчики протонов); при этом образуется АТФ. Итог:
1. Синтез АТФ
2. Накопление атомов водорода в виде НАДФ · Н
3. Образование кислорода, выделяющегося в атмосферу
ТЕМНОВАЯ ФАЗА.Протекает в строме хлоропластов.
Сложный процесс, включающий большое количество химических реакций, в результате которых из атомов водорода и углекислого газа (поступающего из внешней среды) за счёт энергии АТФ образуются углеводы (глюкоза, а затем крахмал). Его называют С 3 – циклом, или циклом Кальвина (1961 г)