31.Расскажите об элементарном составе белков и нуклеиновых кислот. Какова их пространственная структура?

Белки состоят из 20 аминокислот, и все эти аминокислоты могут быть синтезированы небиологическим путем. Все белки разные тк различные соединения, различная последовательность соединений. В белковой молекуле - около 100 аминокислотных остатков, т.е. при построении белка возможно использовать 20100 вариантов различных комбинаций мономеров. Однако живая природа использует всего 202различных сочетаний. Аминокислоты в свою очередь состоят из аминной и карбоксильной группы.

CH2-COOH глицин . Из 20 аминокислот 9 синтезируются человеком.

|

NH2

Сущ. Левовращательные (у живых), и правовращательные ( у древних бактерий- архибактерии) аминокислоты в завистимости от того куда отклоняют луч света.

Вывод - до сих пор опытным путем не удалось правильно уложить аминокислотные остатки и синтезировать белок. 

Нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты являются самыми крупными молекулами, образуемыми живыми организмами. 

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) ирибонуклеиновые (сокращенно РНК). ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, РНК — в цитоплазме и в ядре. Значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков. Благодаря функции ДНК, связанной с синтезом белков-ферментов, осуществляется и ее генетическая роль: ДНК является носителем наследственной информации.

Каждому белку свойственна особая геометрическая структура. При описании пространственной структуры обычно описывают четыре разных уровня организации.

Под первичной структурой белка обычно понимают последовательность аминокислот. Первичная структура инсулина была открыта Ф. Сэнгером в 1944–54 годах; в настоящее время известна первичная структура нескольких сотен белков. Последовательность аминокислот определяет биологическую функцию белка, и замена одной единственной аминокислоты может резко изменить эту функцию.

Обычно белковая молекула имеет форму спирали. Это так называемая вторичная структура, стабилизируемая водородными связями, возникающими между CO- и NH-группами. На один виток спирали приходится 3,6 аминокислотного остатка. Существуют и другие формы вторичной структуры, например, тройная спираль коллагена и складчатый слой фибрина.

Дисульфидные, ионные и водородные связи, а также гидрофобное взаимодействие заставляют большинство белковых цепей сворачиваться в компактную глобулу. Это так называемая третичная структура белка. Наконец, многие белки с особо сложным строением состоят из нескольких полипептидных цепей – способ их упаковки называется четвертичной структурой.

В зависимости от того, какой моносахарид содержится в структурном звене полинуклеотида - рибоза или 2-дезоксирибоза, различают 

рибонуклеиновые кислоты (РНК) и

дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК).

В главную (сахарофосфатную) цепь РНК входят остатки рибозы, а в ДНК – 2-дезоксирибозы. Нуклеотидные звенья макромолекул ДНК могут содержать аденин, гуанин, цитозин и тимин. Состав РНК отличается тем, что вместо тимина присутствуетурацил.

Молекулярная масса ДНК достигает десятков миллионов а.е.м. Это самые длинные из известных макромолекул. Значительно меньше молекулярная масса РНК (от нескольких сотен до десятков тысяч). ДНК содержатся в основном в ядрах клеток, РНК – в рибосомах и протоплазме клеток.

При описании строения нуклеиновых кислот учитывают различные уровни организации макромолекул: первичную и вторичную структуру.

Первичная структура нуклеиновых кислот – это нуклеотидный состав и определенная последовательность нуклеотидных звеньев в полимерной цепи.

Дезоксирибонуклеотиды соединены между собой ковалентно в длинные полинуклеотидные цепи ковалентными фосфодиэфирными связями.

Под вторичной структурой нуклеиновых кислот понимают пространственно упорядоченные формы полинуклеотидных цепей.

Вторичная структура ДНК представляет собой две параллельные неразветвленные полинуклеотидные цепи, закрученные вокруг общей оси в двойную спираль.  Т акая пространственная структура удерживается множеством водородных связей, образуемых азотистыми основаниями, направленными внутрь спирали.

 Водородные связи возникают между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи. Эти основания составляют комплементарные пары (от лат. complementum - дополнение).

 Образование водородных связей между комплементарными парами оснований обусловлено их пространственным соответствием. Пиримидиновое основание комплементарно пуриновому основанию:

32.Что такое «триплет», генетический код, геном и генотип?

Каждая клетка содержит в себе генетический код. Этот генетический код и есть всем известная ДНК. Информация о клетке передается из поколения в поколение с помощью комплементарного спаривания оснований.

Несмотря на то что генетический код разных организмов, естественно, разнообразен, можно выделить некоторые их общие свойства:

1) избыточность;

2) специфичность;

3) универсальность;

4) дискретность;

5) «знаки препинания» генетического кода. Избыточность. Смысл данного свойства заключается

в том, что генетический код включает в себя очень большое число азотистых оснований. Поэтому генетические коды образуются так называемыми триплетами, т. е. комбинацией, которая состоит из трех нуклеотидов.

Специфичность. Данное свойство заключается в том, что триплеты индивидуальны и могут соответствовать только одной аминокислоте.

Универсальность. Смысл данного свойства состоит в том, что генетический код является универсальным и для бактерий, и для млекопитающих.

Дискретность. Эти самые триплеты никогда не бывают перекрытыми, а считать ДНК с молекулы невозможно, если были использованы азотистые основания разных триплетов.

«Знаки препинания» генетического кода. Проще говоря, в клетках существуют такие триплеты, которые разграничивают информацию о белках, не позволяя ей смешиваться. Информация является также важной философской проблемой. Не вызывает сомнений то, что информационные процессы – это отражение объективной реальности.

Положение о неразрывной связи информации и отражения стало одним из важнейших в изучении информации и информационных процессов и признается абсолютным большинством отечественных философов.

Информация изучается в такой науке, как кибернетика. Кибернетика тесно связана с рядом других наук (например, с логикой, философией, математикой). Главной задачей кибернетики является решение вопроса о том, возможно ли создать искусственный интеллект. Ученые-философы утверждают, что создать искусственный интеллект невозможно. Вернее, создать его можно, но он никогда не заменит собой человеческий разум.

Ученый П. Армер предложил идею о «континууме интеллекта», суть которого заключалась в том, что компьютеры можно классифицировать по уровню развитости их интеллекта. Армер также предлагал разработать своеобразную шкалу, согласно которой можно будет осуществлять такую классификацию.

Генетический код - Строгое соответствие между последовательностью пар оснований в молекуле ДНК и последовательностью аминокислот, составляющих белковые ферменты, называется генетическим кодом. Генетический код был расшифрован вскоре после открытия двуспиральной структуры ДНК.

Ген- (греч. Происхожедение) – материальный носитель наследственности, единица наследственной инфы, отвечающая за формирование какого-либо признак, способная к воспроизведению и расположенная в определенном участке хромосомы.

Генотип – совокупность всех генов организма, локализованных в его хромосомах. (по отношению к популяции- совокупность ДНК популяции).

Геном- совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом клеток данного вида организмов.

Термин «геном» был предложен Гансом Винклером в 1920 г. для описания совокупности генов, заключённых в гаплоидном наборе хромосом организмов одногобиологического вида. Первоначальный смысл этого термина указывал на то, что понятие генома в отличие от генотипа является генетической характеристикой вида в целом, а не отдельной особи. С развитием молекулярной генетики значение данного термина изменилось. Известно, что ДНК, которая является носителем генетической информации у большинства организмов и, следовательно, составляет основу генома, включает в себя не только гены в современном смысле этого слова. Большая часть ДНК эукариотических клеток представлена некодирующими («избыточными») последовательностями нуклеотидов, которые не заключают в себе информации о белках иРНК.