Ферменты.

Важнейшая функция белков - каталитическая. Белковые молекулы, увеличивающие на несколько порядков скорость химических реакции в клетке, называют ферментами. Ни один биохимический процесс в организме не происходит без участия ферментов. Под влиянием разных факторов изменяется структура молекулы фермента. При этом нарушается пространственная конфигурация активного центра, и фермент теряет свою активность. Ферменты - это белки, играющие роль биологических катализаторов. Благодаря ферментам на несколько порядков возрастает скорость химических реакций в клетках. Важное свойство ферментов - специфичность действия в определенных условиях.

Нуклеиновые кислоты.

Нуклеиновые кислоты были от крыты во второй половине XIX в. швейцарским биохимиком Ф. Мишером, который выделил из ядер клеток вещество с высоким содержанием азота и фосфора и назвал его "нуклеином" (от лат. нуклеус - ядро). В нуклеиновых кислотах хранится наследственная информация о строении и функционировании каждой клетки и всех живых существ на Земле. Существует два типа нуклеиновых кислот - ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Нуклеиновые кислоты, как и белки, обладают видовой специфичностью, то есть организмам каждого вида присущ свой тип ДНК. Чтобы выяснить причины видовой специфичности, рассмотрим строение нуклеиновых кислот. Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные цепи, состоящие из многих сотен и даже миллионов нуклеотидов. Любая нуклеиновая кислота содержит всего четыре типа нуклеотидов. Функции молекул нуклеиновых кислот зависят от их строения, входящих в их состав нуклеотидов, их числа в цепи и последовательности соединения в молекуле.

АТФ.

В клетках всех организмов имеются молекулы АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ - универсальное вещество клетки, молекула которого имеет богатые энергией связи.

7. Прокариотические и эукариотические клетки: особенности строения, функции органоидов.

Строение эукариотичеких клеток.

7. Анаболизм и катаболизм в клетке.

Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргов и накопление энергетических субстратов.

Катаболизм — это совокупность процессов расщепления сложных молекул, компонентов клеток, органов и тканей до простых веществ, с использованием части из них в качестве предшественников биосин теза, и до конечных продуктов распада с образованием макроэргичес ких и восстановленных соединений. Взаимная связь основных функ циональных элементов метаболизма представлена на рис.   10.1.

Рис.10.1. Схема основных функциональных блоков метаболизма клетки (пояснения в тексте)

На схеме видно, что взаимосвязь процессов катаболизма и ана болизма основывается на единстве биохимических превращений, обеспечивающих энергией все процессы жизнедеятельности и по стоянное обновление тканей организма. Движущей силой жизнеде ятельности служит катаболизм. Сопряжение анаболических и катаболических процессов могут осуществлять различные вещества, но главную роль играют АТФ, НАДФ-Н. В отличие от других посред ников метаболических превращений АТФ циклически рефосфорилируется,  а  НАДФ-Н  — восстанавливается.

Обеспечение энергией процессов жизнедеятельности осуществля ется за счет анаэробного и аэробногокатаболизма поступающих в организм с пищей белков, жиров и углеводов.

В ходе анаэробного сбраживания глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гли когена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 моля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Энергии, образующейся в ходе анаэробного обмена, недостаточно для осуществления про цессов жизнедеятельности животных организмов. За счет анаэроб ного гликолиза могут удовлетворяться лишь ограниченные кратко временные энергетические потребности клетки. Известно, напри мер, что зрелый эритроцит млекопитающих полностью удовлетворяет свои энергетические  нужды  за счет гликолиза.

В организме животных и человека в процессе аэробного обмена почти все органические вещества, в том числе продукты анаэроб ного обмена, полностью распадаются до СО₂ и Н₂О. Общее коли чество молекул АТФ, образующихся при полном окислении 1 моля глюкозы до СО₂ и Н₂О, составляет 25,5 молей. При полном окис лении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов. Так при полном окислении 1 моля пальмитиновой кислоты образуется 91,8 молей АТФ. Коли чество молей АТФ, образующихся при полном окислении амино кислот и углеводов, примерно одинаково.  АТФ играет в организме роль внутренней «энергетической валюты», переносчика и аккумуля­тора химической энергии.

Основным источником энергии восстановления для реакции био синтеза жирных кислот, холестерина, аминокислот, стероидных гор монов, предшественников синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кис лот является НАДФ-Н. Образование этого вещества осуществляется в цитоплазме клетки в процессе фосфоглюконатного пути катабо лизма глюкозы. При таком расщеплении 1 моля глюкозы образуется 12  молей  НАДФ-Н.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия или превалирования одного из них. Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а преобладание катаболических процессов ведет к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии. Состояние равновесного или нерав новесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от воз раста (преобладание анаболизма в детском возрасте, равновесие у взрослых, преобладание катаболизма в старческом возрасте), состо яния здоровья, выполняемой организмом физической или психоэмо циональной нагрузки.