Osvita.ua Вища освіта Реферати Біологія Біосинтез білків та пластичний обмін. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Біосинтез білків та пластичний обмін. Реферат

Основні уявлення про пластичний обмін. Біосинтез білків та його етапи

Пластичний обмін (анаболізм, асимиляція) - сукупність біохімічних ферментативних процесів синтезу біоорганічних сполук:

  • Поживні речовини (білки, ліпіди і вуглеводи), які поступають з їжею, не схожі на відповідні високомолекулярні сполуки даного організму.
  • У процесі травлення ці сполуки розпадаються до мономерів, які використовуються в процесі біосинтезу специфічних високомолекулярних речовин.

До основних процесів пластичного обміну належить біосинтез білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот, а також фотосинтез і хемосинтез.

Організми розрізняються між собою специфічними білками. Білки складаються з амінокислот. Взаєморозташування амінокислот визначає специфічні властивості білка.

Біосинтез білків відбувається у цитоплазмі клітини на спеціальних органелах - рибосомах. Кожна рибосома має велику і малу субодиниці, які відіграють важливу роль на різних етапах біосинтезу білків. Найважливішу роль у процесі біосинтезу білка відіграють нуклеїнові кислоти - ДНК, РНК. На ДНК записана інформація про білки.

Ген - ділянка ДНК, яка містить інформацію про первинну структуру білка.

Біосинтез білка проходить у 4 етапи:

І етап. Транспірація - передача інформації про структуру білка з молекули ДНК на і-РНК. Цей процес здійснюється з участю спеціальних ферментів і відбувається так: подвійний ланцюг на певному відрізку роз'єднується і вздовж одного з ланцюгів ДНК починається синтез молекули і-РНК за принципом комплементарності. Певна ділянка ДНК (ген) є матрицею для відповідної і-РНК. і-РНК після транскрипції зазнають процесу сплайсінгу - з новоутвореної і-РНК вирізаються неінформаційні фрагменти - інтрони і зшиваються інформаційні ділянки - інтрони.

Екзони - послідовність нуклеотидів у генах, що кодують синтез білка (інформативна ділянка). Інтрони - послідовність нуклеотидів ДНК, що не кодують синтез білка (неінформативна ділянка). Спейсери - частина ДНК, що взагалі не несе генетичної інформації.

Синтезовані молекули і-РНК переходять із ядра в цитоплазму, а ДНК відновлює свою структуру.

ІІ етап. Активація амінокислот. Цей процес відбувається в цитоплазмі. Активовані молекули амінокислот з'єднуються з молекулами транспортних РНК, кожній з 20 амінокислот відповідає певна т-РНК. У молекулі т-РНК є дві важливі ділянки: до однієї з них прикріплюється відповідна амінокислота, а інша містить триплет нуклеотидів, який відповідає коду даної амінокислоти в молекулі і-РНК. Активовані амінокислоти, сполучені з т-РНК надходять до рибосом.

ІІІ етап. Трансляція - синтез поліпептидних ланцюгів. Відбувається так: молекула і-РНК рухається між двома субодиницями рибосом і до неї послідовно приєднуються молекули т-РНК з амінокислотами. При цьому за принципом комплементарності кодони і-РНК вступають у зв'язок з антикодонами т-РНК. Послідовність розташування амінокислот при цьому визначається порядком чергування триплетів у молекулі і-РНК. Амінокислоти утворюють пептидні зв'язки за рахунок енергії АТФ і в результаті з рибосоми сходить поліпептидний ланцюг.

ІV етап. Термінація - утворення вторинної і третинної структур білкової молекули. Цей етап здійснюється в цитоплазмі шляхом скручування, згортання поліпептидного ланцюга.

Для синтезу білка необхідно:

  • енергія (у вигляді АТФ у мітохондріях).
  • відповідні ферменти.
  • інформація про структуру білка (у ДНК, а потім в і-РНК).
  • амінокислоти і відповідні їм т-РНК.
  • рибосоми.

Молекули білка синтезуються у клітині впродовж 1-2 с. Синтез білків у клітині відбувається в інтерфазі - період між її поділом.

Загальні уявлення про фотосинтез

Процес синтезу органічних речовин з неорганічних, який відбувається з використанням світлової енергії і за участю хлорофілу, називають фотосинтезом.

Процес фотосинтезу виражається таким сумарним рівнянням:

6СО2 + 6Н2О + Е →хлорофіл С6Н12О6 + 6О2

Фотосинтез - це складний, багатоступінчастий процес, який відбувається протягом двох фаз: світлової і темнової.

Світлова стадія фотосинтезу відбувається на тилакоїдах хлоропластів. Ця стадія розпочинається з моменту поглинання квантів світла молекулою хлорофілу; при цьому електрони атома магнію у молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію; частина електронів зразу ж повертається на своє попереднє місце, а енергія, що виділяється при цьому, випромінюється у вигляді тепла; значна частина електронів з високим рівнем енергії передає її іншим хімічним сполукам для фотохімічної роботи, яка здійснюється за кількома основними напрямками:

1. Перетворення енергії електронів на енергію АТФ, що відбувається таким чином:

АДФ + Ф + Енергія → АТФ;

оскільки приєднання залишків фосфорної кислоти здійснюється за рахунок енергії (в даному разі енергії світла), цей процес називається фосфорилюванням.

2. Відбувається процес розкладу (фотоліз) води; при цьому утворюються електрони (е-), протони (Н+); як побічний продукт - молекулярний кисень; рівняння розкладу води:

4H2O→4H+ + 4OH--

4 OH- → 2H2O+O2+4e--

4H+ +4e-- → 4H

протоки водню Н+ приєднуючи електрони з високим енергетичним рівнем, перетворюються на атомарний водень, який використовується у наступних реакціях фотосинтезу;

Відновлення універсального біологічного переносника водню НАДФ+ до НАДФ-Н. Таким чином. У результаті світлової фази фотосинтезу утворюються АТФ з АДФ; НАДФ+ відновлюється і утворюється НАДФ-Н; виділяється молекулярний кисень; АТФ і НАДФ-Н використовуються у темновій фазі фотосинтезу.

Темнова фаза фотосинтезу або цикл Кальвіна (Нобелівська премія) - ряд послідовних реакцій, що супроводжуються поглинанням вуглекислого газу і утворенням вуглеводів, відбувається в основній речовині хлоропласта. Ці реакції можуть відбуватися і на світлі, і в темряві. СО2, який надходить із зовнішнього середовища, вловлюється п'ятивуглецевими органічними сполуками, що містяться у хлоропластах рослин; при цьому утворюється нестійка шестивуглецева сполука, що швидко розщеплюється на дві тривуглецеві молекули.

У результаті семи послідовних ферментативних реакцій з використанням енергії АТФ і НАДФ-Н утворюється шестивуглецева молекула глюкози.

Для синтезу однієї молекули глюкози необхідно 6 молекул СО2, 18 молекул АТФ і 12 молекул НАДФ-Н.

Сумарне рівняння реакції темнової фази:

6СО2 + 18АТФ + 12Н2О + 12НАДФ-Н + 12Н+ → С6Н12О6 + 18АДФ + 18Ф + 12НАДФ+,

де Ф - залишок фосфорної кислоти.

Отже, у темновій фазі фотосинтезу як результат ряду ферментативних реакцій відбувається відновлення вуглекислого газу до глюкози.

Значення фотосинтезу:

  • Завдяки фотосинтезу на Землі щорічно утворюється 150 млрд т органічної речовини та виділяються близько 200 млрд т вільного кисню.
  • Фотосинтез підтримує баланс газів в атмосфері, необхідний для життя на Землі, перешкоджає збільшенню концентрації СО2, попереджає надмірне нагрівання Землі.
  • Виділення кисню в процесі фотосинтезу сприяло формуванню озонового екрану, який захищає все живе від згубного впливу короткохвильової ультрафіолетової радіації.
  • При всій грандіозності масштабів природний фотосинтез - повільний і малоефективний процес: рослинами використовується лише 1% всієї сонячної енергії.
  • Поняття про космічну роль земних рослин сформулював академік К. А. Тімірязев.


06.09.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!