Основні природні полімери нуклеїнових кислот. Презентація на тему: Вищі природні полімери – Білки та Нуклеїнові кислоти. Полімери: загальна характеристика

Більшість сучасних будівельних матеріалів, лікарських засобів, тканин, предметів побуту, пакувальних та витратних речовин є полімерами. Це ціла група сполук, що мають характерні ознаки. Їх дуже багато, але незважаючи на це число полімерів продовжує зростати. Адже хіміки-синтетики щороку відкривають дедалі нові речовини. При цьому особливе значення завжди мав саме природний полімер. Що ж являють собою ці дивовижні молекули? Які їх властивості та у чому полягають особливості? Відповімо на ці запитання під час статті.

Полімери: загальна характеристика

З погляду хімії, полімером прийнято вважати молекулу, що має величезну молекулярну масу: від кількох тисяч до мільйонів одиниць. Однак, крім цієї ознаки, існує ще кілька, за якими речовини можна класифікувати саме як природні і синтетичні полімери. Це:

• мономерні ланки, що постійно повторюються, які з'єднуються за допомогою різних взаємодій;
• ступінь полімеразії (тобто число мономерів) повинна бути дуже високою, інакше з'єднання вважатиметься олігомером;
• певна просторова орієнтація макромолекули;
• набір важливих фізико-хімічних властивостей, характерних лише цієї групи.

Загалом речовину полімерної природи відрізнити від інших досить легко. Варто лише глянути на його формулу, щоб зрозуміти це. Типовим прикладом може бути всім відомий поліетилен, широко застосовуваний у побуті та промисловості. Він є продуктом, в яку вступає етен або етилен. Реакція у загальному вигляді записується так:

nCH 2 =CH 2 →(-СН-СН-) n , де n - це ступінь полімеризації молекул, що показує, скільки мономерних ланок входить до її складу.

Також як приклад можна навести природний полімер, який всім добре відомий, це крохмаль. Крім того, до цієї групи сполук належать амілопектин, целюлоза, курячий білок та багато інших речовин.

Реакції, у яких можуть утворитися макромолекули, бувають двох типів:

• полімеризації;
• поліконденсації.

Різниця в тому, що у другому випадку продукти взаємодії є низькомолекулярними. Будова полімеру може бути різною, це залежить від атомів, що його утворюють. Часто зустрічаються лінійні форми, але є тривимірні сітчасті, дуже складні.

Якщо ж говорити про сили та взаємодії, які утримують мономірні ланки разом, то можна позначити кілька основних:

• Ван-Дер-Ваальсові сили;
• хімічні зв'язки (ковалентні, іонні);
• електроностатична взаємодія.

Всі полімери не можна поєднувати в одну категорію, тому що вони мають зовсім різну природу, спосіб освіти і виконують різні функції. Властивості їх також відрізняються. Тому існує класифікація, що дозволяє ділити всіх представників цієї групи речовин різні категорії. У її основі може бути кілька ознак.

Класифікація полімерів

Якщо брати за основу якісний склад молекул, то всі речовини, що розглядаються, можна визначити в три групи.

1. Органічні - це, до складу яких входять атоми вуглецю, водню, сірки, кисню, фосфору, азоту. Тобто елементи, які є біогенними. Прикладів можна навести масу: поліетилен, полівінілхлорид, поліпропілен, віскоза, нейлон, природний полімер – білок, нуклеїнові кислоти тощо.
2. Елементорганічні - такі, до складу яких входить якийсь сторонній неорганічний і не найчастіше це кремній, алюміній або титан. Приклади таких макромолекул: склополімери, композиційні матеріали.
3. Неорганічні – в основі ланцюга лежать атоми кремнію, а не вуглецю. Радикали можуть бути частиною бічних відгалужень. Вони відкриті нещодавно, у середині XX століття. Використовуються в медицині, будівництві, техніці та інших галузях. Приклади: силікон, кіновар.

Якщо розділяти полімери за походженням, можна виділити три їх групи.

1. Природні полімери, застосування яких широко здійснювалося з давніх-давен. Це такі макромолекули, для створення яких людина не докладала жодних зусиль. Вони є продуктами реакцій природи. Приклади: шовк, шерсть, білок, нуклеїнові кислоти, крохмаль, целюлоза, шкіра, бавовна та інші.
2. Штучні. Це такі макромолекули, що створюються людиною, але на основі природних аналогів. Тобто просто покращуються та змінюються властивості вже наявного природного полімеру. Приклади: штучний
3. Синтетичні - це полімери, у створенні яких бере участь лише людина. Природних аналогів їм немає. Вчені розробляють методи синтезу нових матеріалів, які б відрізнялися поліпшеними технічними характеристиками. Так народжуються синтетичні полімерні сполуки різного роду. Приклади: поліетилен, поліпропілен, віскоза та інше.

Є ще одна ознака, що є основою поділу аналізованих речовин на групи. Це реакційна здатністьта термостійкість. Виділяють дві категорії за цим параметром:

• термопластичні;
• термореактивні.

Найдавнішим, важливим і особливо цінним є все ж таки природний полімер. Його властивості є унікальними. Тому далі розглянемо цю категорію макромолекул.

Яка речовина є природним полімером?

Щоб відповісти на це питання, спочатку озирнемося навколо себе. Що нас оточує? Живі організми навколо нас, які харчуються, дихають, розмножуються, цвітуть і дають плоди та насіння. А що вони є з молекулярної точки зору? Це такі сполуки, як:

• білки;
• нуклеїнові кислоти;
• полісахариди.

Так ось, природним полімером є кожна з наведених сполук. Таким чином, виходить, що життя довкола нас існує лише завдяки наявності цих молекул. З найдавніших часів люди використовували глину, будівельні суміші та розчини для зміцнення та створення житла, ткали пряжу з вовни, застосовували для створення одягу бавовну, шовк, шерсть та шкіру тварин. Природні органічні полімери супроводжували людину на всіх щаблях її становлення та розвитку та багато в чому допомогли їй досягти тих результатів, що ми маємо сьогодні.

Сама природа давала все для того, щоб життя людей було максимально комфортним. Згодом було відкрито каучук, з'ясовано його чудові властивості. Людина навчилася використовувати у харчових цілях крохмаль, у технічних – целюлозу. Природним полімером є камфора, яка також відома з давніх часів. Смоли, білки, нуклеїнові кислоти - це приклади аналізованих сполук.

Будова природних полімерів

Не всі представники цього класу речовин влаштовані однаково. Так, природні та синтетичні полімери можуть істотно відрізнятися. Їхні молекули орієнтуються так, щоб максимально вигідно і зручно існувати з енергетичної точки зору. При цьому багато природних видів здатні набухати і структура їх у процесі змінюється. Можна виділити кілька найпоширеніших варіантів будови ланцюга:

• лінійні;
• розгалужені;
• зірчасті;
• плоскі;
• сітчасті;
• стрічкові;
• гребенеподібні.

Штучні та синтетичні представники макромолекул мають дуже велику масу, величезну кількість атомів. Їх створюють із спеціально заданими властивостями. Тому й будова їх спочатку планується людиною. Натуральні полімери найчастіше або лінійні, або сітчасті за своєю структурою.

Приклади природних макромолекул

Природні та штучні полімери дуже близькі один до одного. Адже перші стають основою створення других. Прикладів таких перетворень багато. Наведемо деякі з них.

1. Звичайна пластмаса молочно-білого кольору - це продукт, який отримується при обробці азотною кислотою целюлози з додаванням природної камфори. Реакція полімеризації призводить до затвердіння отриманого полімеру та перетворення на потрібний продукт. А пластифікатор - камфора, робить його здатним розм'якшуватися при нагріванні та змінювати свою форму.
2. Ацетатний шовк, мідно-аміачне волокно, віскоза – це приклади тих ниток, волокон, які отримують на основі целюлози. Тканини з і льону не такі міцні, не блискучі, легко зминаються. А ось штучні аналоги цих недоліків позбавлені, що і робить їх використання дуже привабливим.
3. Штучне каміння, будівельні матеріали, суміші, шкірозамінники – це також приклади полімерів, отриманих на основі натуральної сировини.

Речовина, що є природним полімером, може використовуватися і справжньому вигляді. Таких прикладів також немало:

• каніфоль;
• Бурштин;
• крохмаль;
• амілопектин;
• целюлоза;
• вовна;
• бавовна;
• шовк;
• цемент;
• глина;
• вапно;
• білки;
• нуклеїнові кислоти і таке інше.

Очевидно, що клас з'єднань, що розглядається нами, дуже численний, практично важливий і значущий для людей. Тепер розглянемо докладніше кілька представників природних полімерів, які дуже затребуваними нині.

Шовк та шерсть

Формула природного полімеру шовку складна, адже його хімічний складвиражається такими компонентами:

• фіброїн;
• серицин;
• воски;
• жири.

Сам головний білок – фіброїн, що налічує у своєму складі кілька різновидів амінокислот. Якщо уявити його поліпептидний ланцюжок, вона виглядатиме приблизно так: (-NH-CH 2 -CO-NH-CH(CH 3)-CO-NH-CH 2 -CO-) n. І це лише її частина. Якщо уявити, що до цієї структури з допомогою сил Ван-Дер-Ваальса приєднується щонайменше складна молекула білка серицина, разом вони поєднуються у єдину конформацію з воском і жирами, то зрозуміло, чому складно зобразити формулу натурального шовку.

На сьогоднішній день більшу частину даного продукту постачає Китай, адже на його просторах існує природне місце існування основного виробника - тутового шовкопряда. Раніше, починаючи з найдавніших часів, натуральний шовк дуже цінувався. Дозволити собі одяг із нього могли лише знатні, багаті люди. Сьогодні багато характеристик цієї тканини залишають бажати кращого. Наприклад, він сильно намагнічується і меніться, крім того, від перебування на сонці втрачає блиск і тьмяніє. Тому більше в ужитку штучні похідні на його основі.

Вовна - це теж природний полімер, оскільки є продуктом життєдіяльності шкіри та сальних залоз тварин. На основі цього білкового продукту виготовляють трикотаж, що, як і шовк, є цінним матеріалом.

Крохмаль

Природний полімер крохмаль є продуктом життєдіяльності рослин. Вони виробляють його в результаті процесу фотосинтезу та накопичують у різних частинах тіла. Його хімічний склад:

• амілопектин;
• амілоза;
• альфа-глюкоза.

Просторова структура крохмалю дуже розгалужена, невпорядкована. Завдяки амілопектину, що входить до складу, він здатний набухати у воді, перетворюючись на так званий клейстер. Цей використовується в техніці та промисловості. Медицина, харчова галузь, виготовлення шпалерних клеїв - це також сфера використання даної речовини.

Серед рослин, що містять максимальну кількість крохмалю, можна виділити:

• кукурудзу;
• картопля;
• пшеницю;
• маніок;
• овес;
• гречку;
• банани;
• сорго.

На основі цього біополімеру випікають хліб, виготовляють макаронні вироби, варять киселі, каші та інші харчові продукти.

Целюлоза

З точки зору хімії, дана речовина - це полімер, склад якого виражається формулою (С6Н5О5) n. Мономірною ланкою ланцюга є бета-глюкоза. Основні місця утримання целюлози – це клітинні стінки рослин. Саме тому деревина – цінне джерело цієї сполуки.

Целюлоза – природний полімер, який має лінійну просторову будову. Вона використовується для наступних видів виробів:

• целюлозно-паперової продукції;
• штучного хутра;
• різних видів штучних волокон;
• бавовни;
• пластмаси;
• бездимного пороху;
• кіноплівок і таке інше.

Очевидно, що промислове значення її велике. Щоб це з'єднання можна було використовувати у виробництві, його слід спочатку витягти з рослин. Це роблять шляхом тривалого варіння деревини у спеціальних пристроях. Подальша обробка, і навіть реагенти, використовувані для виварювання, різняться. Є кілька способів:

• сульфітний;
• азотнокислий;
• натронний;
• сульфатний.

Після подібної обробки продукт все ще містить домішки. В основі це лігнін та геміцелюлоза. Щоб позбутися їх, масу обробляють хлором чи лугом.

В людини немає таких біологічних каталізаторів, які зуміли б розщепити цей складний біополімер. Однак деякі тварини (травоїдні) пристосувалися до цього. У їхньому шлунку поселяються певні бактерії, які роблять це за них. Натомість мікроорганізми отримують енергію для життя та довкілля. Така форма симбіозу є дуже вигідною для обох сторін.

Каучук

Це природний полімер, що має цінне господарське значення. Вперше він був описаний ще Робертом Куком, який в одній зі своїх подорожей його виявив. Сталося це так. Висадившись на острові, на якому жили невідомі йому тубільці, він гостинно зустрів їх. Його увагу привернули місцеві діти, котрі грали незвичайним предметом. Це кулясте тіло відштовхувалося від підлоги і підстрибувало високо вгору, потім поверталося.

Поцікавившись у місцевого населення про те, з чого зроблена іграшка, Кук дізнався, що так застигає сік одного з дерев - гевеї. Багато пізніше було з'ясовано, що це є біополімер каучук.

Хімічна природа даної сполуки відома - це ізопрен, що зазнав природної полімеризації. Формула каучуку (З 5 Н 8) n. Його властивості, завдяки яким він так високо цінується, такі:

• еластичність;
• зносостійкість;
• електроізоляція;
• водонепроникність.

Проте є недоліки. На холоді він стає крихким і ламким, а на спеку – липким та тягучим. Саме тому виникла потреба синтезу аналогів штучної чи синтетичної основи. Сьогодні каучуки широко використовуються в технічних та промислових цілях. Найголовніші продукти на їх основі:

• гуми;
• ебоніти.

Бурштин

Є природним полімером, оскільки за своєю структурою представляє смолу, викопну її форму. Просторова структура – ​​каркасний аморфний полімер. Дуже горючий, запалити його можна полум'ям сірника. Має властивості люмінесценції. Це дуже важлива та цінна якість, яка використовується в ювелірній справі. Прикраси на основі бурштину дуже гарні та затребувані.

Крім того, цей біополімер використовують і з медичною метою. З нього ж виготовляють наждачний папір, лакові покриття для різних поверхонь.

Нуклеїнові кислоти– природні органічні високомолекулярні органічні сполуки, що забезпечують зберігання та передачу спадкової (генетичної) інформації у живих організмах.

Нуклеїнові кислоти – це ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та РНК (рибонуклеїнова кислота). Вони були відкриті в 1869 Ф. Мішером в ядрах лейкоцитів і названі нуклеїновими, т.к. ядро – нуклеус (nucleus).

Біополімер, мономером якого є нуклеотид. ДНК – полінуклеотид із дуже великою молекулярною масою. В одну молекулу можуть входити 108 і більше нуклеотидів. До складу нуклеотиду входить п'ятиатомний цукор дезоксирибозу, залишок фосфорної кислоти та одна азотна основа. Азотистих основ лише чотири - це аденін (А), гуанін (Г), цитозин (Ц) та тимін (Т). Таким чином, нуклеотидів всього чотири: аденіновий, гуаніновий, цитозиновий та тиміновий (рис. 10).

Мал. 10. Схема будови ДНК Рис. 11. Будова ділянки молекули ДНК

Порядок чергування нуклеотидів у ДНК у різних організмів різний.

У 1953 році Д. Вотсон та Ф. Крик побудували просторову модель ДНК. Цьому відкриттю сприяли два експериментальні досягнення:

1) Чаргафф отримав чисті зразки ДНК зробив аналіз щодо кількості підстав у кожному зразку. Виявилося, що з якого б організму не була виділена ДНК кількість аденіну дорівнює кількості тиміну ( А = Т), а кількість гуаніну дорівнює кількості цитозину ( Г = Ц);

2) Вілкінс та Френклін за допомогою рентгенограми отримали хороший знімок ДНК (рис. 12).

Молекула ДНК складається з двох з'єднаних один з одним ланцюгів і нагадує мотузкові сходи (рис. 11). Бічні сторони сходів закручені на кшталт електричних проводів. Бічні сторони - це цукор, що чергується, і фосфорна кислота. Поперечинами цих сходів є азотисті основи, з'єднані за принципом комплементарності (А = Т; Г = Ц). Між аденіном і тиміном подвійний водневий зв'язок, гуаніном та цитозином потрійний.

Мал. 13 Будова нуклеотиду

Ширина подвійної спіралі - 1,7 нм, один виток входить по 10 пар підстав, довжина витка - 3,4 нм, між нуклеотидами відстань = 0,34нм. При поєднанні з певними білками – гістонами – ступінь спіралізації молекули підвищується. Молекула товщає і коротшає. Надалі спіралізація досягає максимуму, виникає спіраль ще більше високого рівня- Суперспіраль. При цьому молекула стає помітною у світловий мікроскоп як витягнуте тіло, що добре фарбується. хромосоми.

Синтез ДHK

ДНК входить до складу хромосом (комплекс ДНК з білком гістоном становить 90% хромосоми. Постає питання, чому після поділу клітини кількість хромосом не зменшується, а залишається такою ж. Тому що перед поділом клітини відбувається подвоєння (синтез)ДНК, отже, і подвоєння хромосом. Під впливом ферменту нуклеазивідбувається розрив водневих зв'язків між азотистими основами на певній ділянці ДНК і подвійний ланцюжок ДНК починає розкручуватися, один ланцюг відходить від іншого. З вільних нуклеотидів, що знаходяться в ядрі клітини під дією ферменту ДНК-полімеразибудуються комплементарні нитки. Кожна з парних ниток, що розділилися, молекули ДНК служать матрицею для утворення у неї іншої комплементарної її нитки. Потім кожна колишня (материнська) та нова (дочірня) нитки знову закручуються у вигляді спіралі. В результаті утворюються дві нові однакові подвійні спіралі (рис. 14).

Здатність до відтворення є дуже важливою особливістюмолекули ДНК.

Мал. 14. «Материнська» ДНК є матрицею для синтезу комплементарних ланцюгів

Функція ДНК у клітині

Дезоксирибонуклеїнова кислота виконує надзвичайно важливі функції, необхідні для підтримки, так і відтворення життя.

По перше , - це зберігання спадкової інформації,яка укладена в послідовності нуклеотидів одного з її ланцюгів. Найменшою одиницею генетичної інформації після нуклеотиду є три послідовно розташовані нуклеотиди – триплет.Послідовність триплетів у полінуклеотидному ланцюзі визначає послідовність амінокислот у білковій молекулі. Розташовані один за одним триплети, що зумовлюють структуру одного поліпептидного ланцюга, є ген.

Друга функція ДНК – передача спадкової інформації з покоління до покоління. Вона здійснюється завдяки редуплікації(подвоєння) материнської молекули та подальшого розподілу дочірніх молекул між клітинами – нащадками. Саме дволанцюжкова структура молекул ДНК визначає можливість утворення абсолютно ідентичних дочірніх молекул під час редуплікації.

Нарешті, ДНК бере участь як матриця в процесі передачі генетичної інформації з ядра в цитоплазму до місця синтезу білка. При цьому на одному з її ланцюгів за принципом комплементарності нуклеотидів навколишньої молекули середовища синтезується молекула інформаційної РНК.

РНК – так само, як ДНК є біополімером (полінуклеотид), мономерами якого є нуклеотиди (рис. 15). Азотисті основи трьох нуклеотидів ті самі, що входять до складу ДНК (аденін, гуанін, цитозин), четверте – урацил– присутній у молекулі РНК замість тиміну. Нуклеотиди РНК містять іншу пентозу рибозу(замість дезоксирибози). За структурою розрізняють дволанцюгові та одноланцюгові РНК. Дволанцюгові РНК є зберігачами генетичної інформації в низки вірусів, тобто. виконують вони функції хромосом.

РНК переносять інформацію про послідовність амінокислот у білках, тобто. про структуру білків, від хромосом до місця їх синтезу, та беруть участь у синтезі білків.

Існує кілька видів одноланцюгових РНК. Їх назви обумовлені виконуваною функцією та місцезнаходженням у клітині. Усі види РНК синтезуються на ДНК, яка є матрицею.

1. Транспортна РНК(Т-РНК) Найменша, до складу входить 76 - 85 нуклеотидів. Має вигляд конюшинного листочка, на довгому кінці якого знаходиться триплет нуклеотидів (АЦЦ), куди приєднуються активована амінокислота. На короткому кінці знаходиться азотна основа - гуанін, він не дає руйнуватися т-РНК. На протилежному кінці знаходиться антикодон, який суворо комплементований генетичному коду інформаційної РНК. Основна функція т-РНК - це перенесення амінокислот до місця синтезу білка. З загального змістуРНК у клітині частку т-РНК доводиться 10 %.

2. Рибосомальна РНК(Р-РНК) містяться в рибосомах, складаються від 3 – 5 тис. нуклеотидів. Із загального вмісту РНК у клітині частку р-РНК доводиться 90 %.

3. Інформаційна (і-РНК) або матрична (м-РНК)). Міститься в ядрі та цитоплазмі, молекули інформаційної РНК можуть складатися з 300 – 30000 нуклеотидів. Функція її полягає у перенесенні інформації про первинну структуру білка в рибосоми. Перед-РНК припадає 0,5 - 1 % від загального вмісту РНК клітини.

Генетичний код

Генетичний код- це система запису інформації про послідовність розташування амінокислот у білках за допомогою послідовності розташування нуклеотидів у ДНК (рис.16).

Рис.16 Генетичний код

Властивості генетичного коду

1. Код триплетен.Це означає, що кожна з амінокислот зашифрована послідовністю трьох нуклеотидів, які називаються триплетом або кодоном. Так, амінокислоті цистеїну відповідає триплет АЦА, валіну – ЦАА, лізину – ТТТ (рис.).

2Код вироджено. Усього генетичних кодів 64, в той час як кодується 20 амінокислот, коли вони йдуть на і-РНК синтез білка припиняється. Кожна амінокислота шифрується декількома генетичними кодами, виняток становлять метіонін та триптофан. Ця надмірність кодумає велике значенняпідвищення надійності передачі генетичної інформації. Наприклад, амінокислоті аргініну можуть відповідати триплети ГЦА, ГЦТ, ГЦЦ і т.д. Зрозуміло, що випадкова заміна третього нуклеотиду в цих триплетах ніяк не позначиться на структурі білка, що синтезується.

3. Код універсальний. Генетичний код один для всіх істот, що живуть на Землі (для людини, тварин, рослин, бактерій і грибів).

4. Генетичний код безперервний. Нуклеотиди в ДНК не наповзають один на одного, між триплетами (кодонами) відсутні прогалини та розділові знаки. Яким чином ділянка молекули ДНК, несе інформаціюпро структуру одного білка, що відмежовується від інших ділянок? Існують триплети, функцією яких є запуск синтезу полінуклеотидного ланцюжка, і триплети ( УАА, УАГ, УГА), які припиняють синтез.

5. Генетичний код специфічний.Немає випадків, коли один і той же триплет відповідав би більш ніж одній амінокислоті.

Біосинтез білка в клітці

Біосинтез білків у клітині складається з двох етапів:

1. Транскрипція.

2. Трансляція.

1. Транскрипція - це переписування інформації про первинну структуру білка з певної ділянки ДНК (гену) на іРНК за принципом комплементарності за допомогою ферменту РНК - полімерази.

Зчитування спадкової інформації починається з певної ділянки ДНК, яка називається промотор.Він розташований перед геном і включає близько 80 нуклеотидів. Фермент РНК - полімераза дізнається промотор, міцно з ним зв'язується і розплавляє його, роз'єднуючи, нуклеотиди комплементарних ланцюгів ДНК, потім цей фермент починає

рухатися вздовж гена і в міру роз'єднання ланцюгів ДНК на одній з них, яка називається значеннєвою, синтезується і-РНК. Готова і-РНК через пори ядерної оболонки виходить у цитоплазму і пронизує малу субодиницю рибосоми, а ті ділянки гена, на яких полімераза утворила і-РНК, знову закручуються в спіраль, і-РНК може пронизувати відразу кілька рибосом і цей комплекс називається полісома.У цитоплазмі амінокислоти активізуються ферментом аміноацил-т-синтетазу та приєднуються до довгого кінця т-РНК (рис.17). 2. Трансляція – це переклад спадкової інформації з мови нуклеотидів на мову амінокислот.

Трансляція починається зі стартового кодону АУГ, до якого своїм антикодоном УАЦ приєднується навантажена метіоніном т-РНК. У великій субодиниці рибосоми є аміноацильний та пептидильнийцентри. Спочатку I амінокислота (метіонін) потрапляє в аміноацильний центр, а потім разом зі т-РНК перемішується в пептидильний центр. Аміноацильний центр звільняється і може прийняти таку т-РНК зі своєю амінокислотою. Друга т-РНК, навантажена другою амінокислотою, надходить у велику субодиницю рибосоми і своїм антикодоном з'єднується з комплементарним кодоном і-РНК. Відразу ж за допомогою ферменту пептидил - трансферази попередня амінокислота своєю карбоксильною групою (СООН) з'єднується з аміногрупою (NH 2) нової амінокислоти. Між ними утворюється пептидна зв'язок (-CO-NH-). В результаті т-РНК, що принесла метіонін, звільняється, а в аміноацильному центрі до т-РНК приєднуються дві амінокислоти (дипептид). Для подальшого процесу зростання поліпептидного ланцюга потрібно звільнити аміноацильний центр. Велика і мала субодиниця рибосоми прокручується щодо один одного (за типом заводу годинника) триплет нуклеотидів на і-РНК просувається вперед, на його місце стає наступний триплет нуклеотидів. У аміноацильний центр, що звільнився, наступна т-РНК приносить відповідно до кодономи і-РНК амінокислоту, яка за допомогою пептидного зв'язку з'єднується з попередньою, а друга т-РНК йде з рибосоми. Далі рибосома знову просувається однією кодон і процес повторюється. Відбувається послідовне приєднання амінокислот до поліпептидного ланцюга у суворій відповідності до послідовності колонів на і-РНК.

Полімери - це високомолекулярні сполуки, що складаються з безлічі різних або однакових за будовою атомних груп - ланок, що повторюються. Ці ланки з'єднуються між собою координаційними або хімічними зв'язками в розгалужені або довгі лінійні ланцюги та просторові тривимірні структури.

Полімери бувають:

• синтетичними,
• штучними,
• органічними.

Органічні полімери у природі утворюються у тварин та рослинних організмах. Найважливіші з них – це білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти, каучук та інші природні сполуки.

Людина давно і широко застосовує органічні полімери у своєму повсякденному житті. Шкіра, шерсть, бавовна, шовк, хутра – все це використовується для виробництва одягу. Вапно, цемент, глина, органічне скло (плексиглас) – у будівництві.

Органічні полімери є і в самій людині. Наприклад, нуклеїнові кислоти (їх називають ще ДНК), а також рибонуклеїнові кислоти (РНК).

Властивості органічних полімерів

У всіх органічних полімерів є особливі механічні властивості:

• мала крихкість кристалічних та склоподібних полімерів (органічне скло, пластмаси);
• еластичність, тобто висока оборотна деформація при невеликих навантаженнях (каучук);
• орієнтування макромолекул під дією механічного спрямованого поля (виробництво плівок та волокон);
• при малій концентрації велика в'язкість розчинів (полімери спочатку набухають, а потім розчиняються);
• під дією невеликої кількості реагенту здатні швидко змінити свої фізико-механічні характеристики (наприклад, дублення шкіри, вулканізація каучуку).

Таблиця 1. Характеристики горіння деяких полімерів.

Полімери	Поведінка матеріалу при внесенні в полум'я та пальне	Характер полум'я	Запах
Поліетилен (ПЕ)	Плавиться тече краплями, горить добре, продовжує горіти при видаленні з полум'я.	Світиться, спочатку блакитне, потім жовте	Палаючого парафіну
Поліпропілен (ПП)	Те саме	Те саме	Те саме
Полікарбонат (ПК)	Те саме	Коптливе
Поліамід (ПА)	Горить, тече ниткою	Синє знизу, з жовтими краями	Паленого волосся абогорілих рослин
Поліуретан (ПУ)	Горить, тече краплями	Жовте, синювате знизу, що світиться, сірий дим	Різкий, неприємний
Полістирол (ПС)	Самозаймається, плавиться	Яскраво-жовте, що світиться, коптить	Солодкуватий квітковий, з відтінком запаху стиролу
Поліетилентерефталат(ПЕТФ)	Горить, капає	Жовто-оранжеве, коптить	Солодкий, ароматний
Епоксидна смола (ЕД)	Горить добре, продовжує горіти при видаленні з полум'я	Жовте коптяче	Специфічний свіжий (на початку нагрівання)
Поліефірна смола (ПОНЕДІЛОК)	Горить, обвуглюється	Світиться, коптить, жовте	Солодкуватий
Полівінілхлорид жорсткий (ПВХ)	Горить насилу та розкиданням, при видаленні з полум'я гасне, розм'якшується	Яскраво-зелене	Різкий, хлористого водню
ПВХ пластифікований	Горить насилу і при видаленні з полум'я, з розкиданням	Яскраво-зелене	Різкий, хлористого водню
Фенолоформальдегідна смола (ФФБ)	Загоряється важко, горить погано, зберігає форму	Жовте	Фенолу, формальдегіду

Таблиця 2. Розчинність полімерних матеріалів.

Таблиця 3. Забарвлення полімерів за реакцією Лібермана – Шторха – Моравського.

Статті на тему

Серед більшості матеріалів найбільш популярними та широко відомими є полімерні композиційні матеріали (ПКМ). Вони активно застосовуються практично у кожній сфері людської діяльності. Саме дані матеріали є основним компонентом для виготовлення різних виробів, що застосовуються з абсолютно різними цілями, починаючи від вудок та корпусів човнів, і закінчуючи балонами для зберігання та транспортування горючих речовин, а також лопатей гвинтів гелікоптерів. Така широка популярність ПКМ пов'язана з можливістю вирішення технологічних завдань будь-якої складності, пов'язаних з отриманням композитів, що мають певні властивості, завдяки розвитку полімерної хімії та методів вивчення структури та морфології полімерних матриць, що використовуються під час виробництва ПКМ.

Молекули полімерів побудовані з багаторазово повторюваних структурних одиниць - елементарних ланок (мономерів)

Полісахариди Полісахариди є продуктами поліконденсації моносахаридів, які пов'язані один з одним глікозидними зв'язками. Таким чином, за хімічною природою є поліглікозидами (поліацеталями). У полісахаридах рослинного походженняв основному присутні (1→4)- та (1→6)-глікозидні зв'язки, а в полісахаридах тваринного та бактеріального походження додатково є (1→3)- та (1→2)-глікозидні зв'язки.

Глікозидна природа полісахаридів обумовлює їхню здатність до гідролізу в кислому середовищі. Повний гідроліз призводить до утворення моносахаридів та їх похідних, а неповний до утворення олігосахаридів, зокрема дисахаридів. У лужному середовищі полісахариди мають високу стійкість і не піддаються розпаду.

Крохмаль (резервний гомополісахарид рослин) являє собою білу аморфну ​​речовину, нерозчинну в холодній воді. При швидкому нагріванні крохмалю з допомогою вмісту у ньому вологи відбувається гідролітичне розщеплення полімерної ланцюга більш дрібні осколки, звані декстринами. Декстрини розчиняються у воді краще, ніж крохмаль. Крохмаль є сумішшю двох полімерів, побудованих з D-глюкопіранозних залишків - амілози (1020%) і амілопектину (80 -90%).

В амілозі D-глюкопіранозні залишки пов'язані α-(1→4)-глікозидними зв'язками, тобто дисахаридним фрагментом амілози є мальтоза. Ланцюг амілози нерозгалужена. Вона включає 2001000 глюкозидних залишків. Макромолекула амілози згорнута у спіраль. У цьому кожен виток спіралі припадає шість моносахаридных ланок.

Амілопектин відрізняється від амілози високорозгалуженою будовою. У лінійних ділянках цього полісахариду D-глюкопіранозні залишки пов'язані α-(1→4)-глікозидними зв'язками, а в точках розгалуження є додаткові α-(1→6)глікозидні зв'язки. Між точками розгалуження розташовуються 20-25 залишків глюкози.

Глікоген (резевий гомополісахарид тварин організмів) є структурним і функціональним аналогом крохмалю. За будовою подібний до амілопектину, але відрізняється від нього більшою розгалуженістю і більш жорсткою упаковкою молекули. Сильне розгалуження сприяє виконанню глікогеном енергетичної функції, оскільки за наявності великої кількості кінцевих залишків забезпечується швидке відщеплення потрібної кількості глюкози.

Целюлоза або клітковина є найбільш поширеним структурним гомополісахаридом рослин. Вона складається з залишків D-глюкопіранози, які пов'язані β-(1→4)-глікозидними зв'язками. Т. о. , дисахаридним фрагментом целюлози є целобіоз. Полімерний ланцюг целюлози не має розгалужень. У ній міститься 250012000 залишків глюкози, що відповідає молекулярній масі від 400000 до 1-2 млн.

Макромолекула целюлози має строго лінійну будову. Завдяки цьому всередині ланцюга, а також між сусідніми ланцюгами утворюються водневі зв'язки. Така упаковка молекули забезпечує високу механічну міцність, нерозчинність у воді та хімічну інертність. Целюлоза не розщеплюється в шлунково-кишковому трактіоскільки в організмі відсутній фермент, здатний гідролізувати β-(1→4)глікозидні зв'язки. Незважаючи на це, вона є необхідною баластною речовиною для нормального харчування.

Хітін є структурним гомополісахаридом зовнішнього скелета членистоногих та деяких інших безхребетних тварин, а також клітинних мембран грибів. хітин Хітін побудований із залишків N-ацетил D-глюкозаміну, пов'язаних між собою α-(1→4)-глікозидними зв'язками. Макромолекула хітину не має розгалужень, а його просторова упаковка подібна до целюлози.

Амінокислоти - гетерофункціональні сполуки, молекули яких містять одночасно аміно- та карбоксильну групи. Приклад:

У твердому стані амінокислоти існують у вигляді диполярних іонів; у водному розчині – у вигляді рівноважної суміші диполярного іона, катіонної та аніонної форм (зазвичай використовуваний запис будови -амінокислоти в неіонізованому вигляді служить лише для зручності). аніон диполярний іон катіон

Положення рівноваги залежить від р. Н середовища. Спільним всім -амінокислот є переважання катіонних форм в сильнокислих (р. Н 1 -2) і аніонних – в сильнолужних (р. Н 13 -14) середовищах. Положення рівноваги, тобто співвідношення різних формамінокислоти у водному розчині при певних значеннях р. Н суттєво залежить від будови радикала, головним чином наявності у ньому іоногенних груп, які відіграють роль кислотних та основних центрів.

Значення нар. Н, у якому концентрація диполярних іонів максимальна, а мінімальні концентрації катіонних і аніонних форм -амінокислоти рівні, називається изоэлектрической точкою (p. I).

Специфічні властивості амінокислот Утворення пептидів. Одночасна присутність у молекулах α–амінокислот амінної та карбоксильної груп обумовлює їхню здатність вступати в реакції поліконденсації, що призводять до утворення пептидних (амідних) зв'язків між мономерними ланками. В результаті такої реакції утворюються пептиди, поліпептиди та білки. пептидні зв'язки

Номенклатура пептидів N-кінцевий амінокислотний залишок (має вільну аміногрупу) пишуть з лівого боку формули, а С-кінцевий амінокислотний залишок (має вільну карбоксильну групу) з правого боку: трипептид гліцилаланілфенілаланін

Послідовність розташування амінокислотних залишків в одному або кількох поліпептидних ланцюгах, що становлять молекулу білка, - це первинна структура білка.

Крім первинної, у білкових молекулах виділяють вторинну, третинну та четвертинну структури. Під вторинною структурою білка мають на увазі конформацію поліпептидного ланцюга, тобто спосіб її скручування або складання відповідно до програми, закладеної в первинній структурі, -спіраль або β-структуру.

Ключову роль у стабілізації цієї структури відіграють водневі зв'язки, які у α–спіралі утворюються між карбонільним атомом кисню кожного першого та атомом водню NH –групи кожного п'ятого –амінокислотних залишків.

На відміну від спіралі β-структура утворена за рахунок міжланцюжкових водневих зв'язків між сусідніми ділянками поліпептидного ланцюга.

Під третинною структурою білка (субодиниця) мають на увазі просторову орієнтацію або спосіб укладання поліпептидного ланцюга в певному обсязі, що включає елементи вторинної структури. Вона стабілізується з допомогою різних взаємодій, у яких беруть участь бічні радикали –аминокислотных залишків, що у лінійної полипептидной ланцюга значному віддаленні друг від друга, але зближені у просторі з допомогою вигинів ланцюга.

а - електростатична взаємодія; б - водневий зв'язок; - гідрофобні взаємодії неполярних груп; г - диполь-дипольні взаємодії;

Під четвертинною структурою білка мають на увазі асоційовані між собою дві або більше субодиниць, орієнтованих у просторі. Четвертична структура підтримується за рахунок водневих зв'язків та гідрофобних взаємодій. Вона характерна для деяких білків (гемоглобін).

Просторова структура білкової молекули здатна порушуватись під впливом зміни p. H-середовища, підвищеної температури, опромінення УФ-світлом і т. д. Руйнування природної (нативної) макроструктури білка називається денатурацією. Внаслідок денатурації зникає біологічна активність та знижується розчинність білків. Первинна структура білка при денатурації зберігається.

Біологічні функції білків: 1. Будівельна (структурна). Білки – основа протоплазми будь-якої клітини, основний структурний матеріал усіх клітинних мембран. 2. Каталітична. Усі ферменти є білками. 3. Двигун. Усі форми руху на живої природі здійснюються білковими структурами клітин.

4. Транспортна. Білки крові транспортують кисень, жирні кислоти, ліпіди, гормони Спеціальні білки переносять різні речовини через біомембрани. 5. Гормональна. Ряд гормонів належать до білків. 6. Запасна. Білки здатні утворювати запасні відкладення.

7. Опорна. Білки входять до складу кісток скелета, сухожилля, суглобів і т. д. 8. Рецепторна. Рецепторні білки відіграють важливу роль передачі нервового чи гормонального сигналу в клітину – мета.

Класифікація білків 1. За формою молекул розрізняють фібрилярні (волокнисті) та глобулярні (корпускулярні) білки. Фібрилярні білки нерозчинні у воді. Глобулярні білки розчиняються у воді або водних розчинахкислот, основ чи солей. Через великого розмірумолекул розчини, що утворюються, є колоїдними.

Молекули фібрилярних білків витягнуті в довжину, ниткоподібні і схильні групуватися одна біля одної з утворенням волокон. У деяких випадках вони утримуються поруч з численними водневими містками. Молекули глобулярних білків складені компактні клубочки. Водневі зв'язки в цьому випадку є внутрішньомолекулярними, і площа зіткнення між окремими молекулами невелика. І тут міжмолекулярні сили щодо слабкі.

Фібрилярні білки є основним будівельним матеріалом. До них відносять такі білки: кератин - у шкірі, волоссі, нігтях, рогах і пір'ї; колаген – у сухожиллях; міозин – у м'язах; фіброїн – у шовку.

Глобулярні білки виконують ряд функцій, пов'язаних із підтриманням та регуляцією життєвих процесів, - функцій, що потребують рухливості і, отже, розчинності. До них відносять такі білки: всі ферменти, багато гормонів, наприклад інсулін (із підшлункової залози), тироглобулін (зі щитовидної залози), адренокортикотропний гормон (АКТГ) (з гіпофіза); антитіла, відповідальні за алергічні реакції та забезпечують захист від чужорідних організмів; альбумін яєць; гемоглобін, що є переносником кисню з легень у тканині; фібриноген, який перетворюється на нерозчинний білок фібрилярний фібрин, що викликає згортання крові.

2. За ступенем складності білки поділяють на прості та складні. При гідролізі простих білків виходять лише амінокислоти. Складні білки (протеїди) крім білкової частини містять небілкові залишки, звані коферментами і простетичними групами.

До простих білків відносять: - альбуміни - водорозчинні білки, складають 50% всіх білків плазми крові людини, містяться в яєчному білку, молоці, рослинах; - глобуліни – нерозчинні у воді білки, що становлять більшу частину білків насіння рослин, особливо бобових та олійних; - проламіни - характерні виключно для насіння злаків. Вони відіграють роль запасних білків. У їх складі багато проліну та глутамінової кислоти;

- глютеліни - містяться в насінні злаків та бобових рослин; - Гістони - присутні в ядрах клітин тварин і рослин, переважають у білках хромосом; - протаміни – містяться у статевих клітинах людини, тварин та рослин; - Протеїноїди – важко розчинні білки з високим вмістом сірки – фібрилярні білки (фіброїн – білок шовку, кератини білки волосся, рогів, копит, колагени – білки сполучної тканини).

До складних білків відносять: - Ліпопротеїни = білок + ліпід. Утворюються за рахунок водневих зв'язків та гідрофобної взаємодії. Обов'язкові компоненти клітинних мембран, крові, мозку; - фосфопротеїни = білок + PO 43 (залишок фосфорної кислоти пов'язаний із серином та треоніном). Відіграють важливу роль у харчуванні молодих організмів (казеїн молока, вітелін та фосвітин яєчного жовтка, їх тулін ікри риб);

- Металопротеїни = білок + метал (Cu, Ca, Fe, Mn, Zn, Ni, Mo, Se); - глікопротеїни = білок + вуглевод. До них відносяться фібриноген, протромбін (фактори згортання крові), гепарин (антизвертаюча речовина), гормони, інтерферон (інгібітор розмноження вірусів тварин).

Полімерні ланцюги нуклеїнових кислот побудовані з мономерних одиниць – нуклеотидів, у зв'язку з чим нуклеїнові кислоти називають полінуклеотидами.

Мономірна ланка є трикомпонентною освітою, що включає: - гетероциклічну основу, - вуглеводний залишок, - фосфатну групу.

Гетероциклічні основи піримідинового і пуринового рядів, що входять до складу нуклеїнових кислот, називають нуклеїновими основами.

Заступники в гетероциклічному ядрі нуклеїнових основ: оксогрупа аміногрупа одночасно обидві ці групи

Азотиста основа та вуглевод пов'язані між собою N-глікозидним зв'язком. При цьому N-глікозидний зв'язок здійснюється між атомом вуглецю С-1 рибози (дезоксирибози) та атомом азоту N-1 піримідинової та N-9 пуринової основ.

N-глікозиди нуклеїнових основ з рибозою або дезоксирибозою – нуклеозиди. Залежно від природи вуглеводного залишку розрізняють рибонуклеозиди та дезоксирибонуклеозиди. У складі нуклеїнових кислот виявляються лише β-нуклеозиди.

РНК Нуклеїнова Урацил основа Цитозин Аденін Гуанін Вуглевод Рибоза ДНК Тімін Цитозин Аденін Гуанін Дезоксирибоза

Номенклатура нуклеозидів. Цитозин + рибоза цитидин.

Нуклеозиди досить стійкі до гідролізу в слаболужному середовищі. У кислому середовищі вони піддаються гідролізу. При цьому пуринові нуклеозиди легше гідролізуються, ніж піримідинові.

Нуклеотиди - фосфати нуклеозидів Реакція етерифікації між фосфорною кислотою та нуклеозидом зазвичай здійснюється при С-5 або С-3 атомі у залишку рибози (рибонуклеотиди) або дезоксирибози (дезоксирибонуклеотиди).

Номенклатура нуклеотидов Азотистые основания Нуклеозиды (основание + углевод) Мононуклеотиды (нуклеозиды + Н 3 РО 4) Сокращенное обозначение Пуриновые Аденин Аденозин АМФ Гуанин Гуанозин Аденозинмонофосфат (адениловая кислота) Гуанозинмонофосфат (гуаниловая кислота) Пиримиди- Урацил Уридин новые Цитозин Цитидин Тимидин ГМФ Уридинмонофосфат УМФ (уридиловая кислота) Цитидинмонофосфат ЦМФ (цитидилова кислота) Тімідинмонофосфат ТМФ (тимідиловая кислота)

Аденозин-5"-монофосфат (АМФ) Аденозин-5"-дифосфат (АДФ) Аденозин-5"-трифосфат (АТФ)

циклічний 3", 5"-АМФ (ц. АМФ) є рибонуклеотидом, що природно зустрічається (він утворюється з АТФ в процесі реакції, що каталізується ферментом аденілатциклазою). ц. АМФ наділений низкою унікальних функцій та високою біологічною активністю у регуляції процесів обміну, виконуючи роль медіатора позаклітинних сигналів у клітинах тварин.

ДНК в основному міститься в ядрах клітин, а РНК знаходиться в рибосомах та в протоплазмі клітин. 3 види клітинних РНК (розрізняються за місцем розташування в клітині, складом і розмірами, а також за функціями): - транспортна (т. РНК) - матрична (м. РНК) - рибосомна (р. РНК)

Дж. Вотсон, Ф. Крик 1953 Вторинна структура ДНК у вигляді подвійної спіралі Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, правозакручених навколо загальної осі з утворенням подвійної спіралі, що має діаметр 1, 8 - 2, 0 нм. Два нуклеотидні ланцюги антипаралельні одному (протилежні напрями утворення фосфодіефірних зв'язків 5'-3' та 3'-5'). Пуринові та піримідинові основи спрямовані всередину спіралі. Між пуриновою основою одного ланцюга та піримідиновою основою іншого ланцюга виникають водневі зв'язки. Ці основи складають комплементарні пари.

Підстави, що знаходяться всередині спіралі, міцно упаковані і не контактують із водою. Вода контактує лише з ВІН – групами вуглеводу та фосфатними групами. Водневі зв'язки між комплементарними основами – один із видів взаємодій, що стабілізують подвійну спіраль. Два ланцюги ДНК, що утворюють подвійну спіраль, не ідентичні, але комплементарні між собою.

Т. е. первинна структура (нуклеотидна послідовність) одного ланцюга визначає первинну структуру другого ланцюга.

Правила Чаргаффа Кількість пуринових основ дорівнює кількості піримідинових основ Кількість аденіну дорівнює кількості тиміну; кількість гуаніну дорівнює кількості цитозину Сума аденіну та цитозину дорівнює сумі гуаніну та тиміну

p align="justify"> Роль комплементарних взаємодій у здійсненні біологічної функції ДНК Комплементарність ланцюгів становить хімічну основу найважливішої функції ДНК - зберігання та передачі спадкових ознак. Збереження нуклеотидної послідовності - запорука безпомилкової передачі генетичної інформації.

Однак нуклеотидна послідовність ДНК під дією різних факторів може зазнавати змін - мутацій. Мутація – зміна спадковості. Найбільш поширений вид мутації – заміна будь-якої пари підстав на іншу. Однією з причин може бути зсув таутомірної рівноваги. Інші причини – вплив хімічних чинників чи випромінювань.

Мутагени – речовини, що викликають мутації: - мутагени прямої дії, - промутагени, які власними силами неактивні, але у організмі під впливом ферментів перетворюються на мутагенні продукти. Типові мутагени – нітрити та азотиста кислота, які можуть утворюватися в організмі з нітратів.

Третинна структура ДНК У всіх живих організмів двоспіральні молекули ДНК щільно упаковані з утворенням складних тривимірних структур. Дволанцюгові ДНК прокаріотів та еукаріотів суперспіралізовані. Суперспіралізація необхідна для компактного пакування молекули в невеликому обсязі простору, а також важливо для початку процесів реплікації (“зняття копії”), а також для біосинтезу білка (транскрипція). Третинна структура ДНК еукаріотів на відміну від прокаріотів функціонує тільки в комплексі з білками хромосом.

Презентація на тему: Вищі природні полімери - Білки та Нуклеїнові кислоти

1 із 25

Презентація на тему:

№ слайду 1

Опис слайду:

№ слайду 2

Опис слайду:

Мета уроку: Закріпити та поглибити уявлення учнів про природні полімери на прикладі білків та нуклеїнових кислот. Систематизувати знання про склад, будову, властивості та функції білків. Мати уявлення про хімічний та біологічний синтез білків, створення штучної та синтетичної їжі. Розширити уявлення про склад та будову нуклеїнових кислот. Вміти пояснювати побудову подвійної спіралі ДНК за принципом комплементарності. Знати роль нуклеїнових кислот у життєдіяльності організмів. Продовжити розвиток навичок самоосвіти, уміння слухати лекцію, виокремлювати головне. Робити записи щодо складання плану або тез. Розвивати пізнавальний інтерес учнів, встановлювати міжпредметні зв'язки (з біологією).

№ слайду 3

Опис слайду:

№ слайда 4

Опис слайду:

№ слайду 5

Опис слайду:

Значення білків У складі організмів, що нині живуть на Землі, міститься близько тисячі мільярдів тонн білків. Відрізняюся невичерпною різноманітністю структури, яка в той же час суворо специфічна для кожного з них, білки створюють разом із нуклеїновими кислотами матеріальну основу для існування всього багатства організмів навколишнього світу. Білкам властива здатність до внутрішньомолекулярних взаємодій, тому така динамічна структура і мінлива форма білкових молекул. Білки вступають у взаємодію з різними речовинами. Об'єднуючись один з одним або з нуклеїновими кислотами, полісахаридами та ліпідами, вони утворюють рибосоми, мітохондрії, лізосоми, мембрани ендоплазматичної мережі та інші субклітинні структури, в яких здійснюються різноманітні процеси обміну речовин. Тому саме білки відіграють визначну роль явищах життя.

№ слайду 6

Опис слайду:

Рівні організації білкової молекули ПервиннаВторинна ТретичнаЧетвертична Однією з важких завдань хімії білків було розшифрування послідовності амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі, тобто первинної структури білкової молекули. Вперше вона була вирішена англійським вченим Ф. Сангером та його співробітниками у 1945-1956 рр. Вони встановили первинну структуру гормону інсуліну – білка, що виробляється підшлунковою залозою. За це Ф. Сангеру у 1958 р. було присуджено Нобелівську премію.

№ слайду 7

Опис слайду:

№ слайду 8

Опис слайду:

№ слайду 9

Опис слайду:

№ слайду 10

Опис слайду:

Хімічні властивості білків (відеофільм) Характерна реакція білків – денатурація: Згортання білків при нагріванні. Осадження білків концентрованим спиртом. Кольорові реакції білків: Ксантопротеїнова реакція Біуретова реакція Визначення вмісту сірки у складі білкової молекули.

№ слайду 11

Опис слайду:

Роль білків у процесах життєдіяльності Величезний інтерес представляє вивчення як структури, а й ролі білків у процесах життєдіяльності. Багато з них володіють захисними (імуноглобуліни) і токсичними (отрути змій, холер-ний, дифтерійний і правцевий токсини, ентеротоксин. У зі стафіло-кока, токсин бутулізму) властивостями, важливими для медичних цілей. Але головне – білки становлять найважливішу та незамінну частину їжі людини. Нині 10-15% населення Землі голодують, а 40% отримують неповноцінну їжу з недостатнім вмістом білка. Тому людство змушене індустріальними шляхами виробляти білок – найдефіцитніший продукт Землі. Це завдання інтенсивно вирішують трьома способами: виробництвом кормових дріжджів, приготуванням на заводах білково-вітамінних концентратів на базі вуглеводнів нафти та виділенням білків із нехарчової сировини рослинного походження. У нашій країні із вуглеводневої сировини виготовляють білково-вітамінний концентрат. Як замінник білка перспективно також промислове виробництвонезамінних амінокислот. Пізнання структури та функцій білків наближає людство до оволодіння таємницею самого явища життя.

№ слайду 12

Опис слайду:

Нуклеїнові кислоти Нуклеїнові кислоти - природні високомолекулярні органічні сполуки, полінуклеотиди, що забезпечують зберігання та передачу спадкової (генетичної) інформації в живих організмах. Нуклеїнові кислоти відкрив у 1869 р. швейцарський учений Ф. Мішер як складову частинуклітинних ядер, тому свою назву вони отримали від латинського слова nucleus – ядро. Nycleus» – ядро. Вперше ДНК та РНК були вилучені з ядра клітини. Тому їх називають нуклеїновими кислотами. Будова та виконувані функції нуклеїнових кислот вивчили американський біолог Дж. Вотсон та англійський фізик Ф. Крик.

№ слайду 13

Опис слайду:

У 1953 р. американський біохімік Дж. Вотсон та англійський фізик Ф. Крик побудували модель просторової структури ДНК; яка має вигляд подвійної спіралі. Вона відповідала даним англійських учених Р. Франклін та М. Уїлкінса, які за допомогою рентгеноструктурного аналізу ДНК змогли визначити загальні параметри спіралі, її діаметр та відстань між витками. У 1962 р. Уотсону, Крику і Уїлкінсу за це важливе відкриття було присуджено Нобелівську премію.

№ слайду 14

Опис слайду:

№ слайду 15

Опис слайду:

Існує три типи нуклеїнових кислот: ДНК (дезоксирибонуклеїнові кислоти), РНК (рибонуклеїнові кислоти) та АТФ (аденозинтрифосфат). Подібно до вуглеводів і білків, це полімери. Як і білки, нуклеїнові кислоти є лінійними полімерами. Проте їх мономери – нуклеотиди – є складними речовинами, на відміну досить простих цукрів і амінокислот.

№ слайду 16

Опис слайду:

Порівняльна характеристикаДНК і РНК ДНКБіологічний полімерМономер - нуклеотид4 типу азотистих основ: аденін, тимін, гуанін, цитозин. , урацилКомплементарні пари: аденін-урацил, гуанін-цитозинМісцезнаходження - ядро, цитоплазмаФункції -перенесення, передача спадкової інформації.Цукор - рибозаОпис слайду:

№ слайду 23

Опис слайду:

Застосування ПК Протягом життя людина хворіє, потрапляє у несприятливі виробничі чи кліматичні умови. Наслідок цього – почастішання «збоїв» у налагодженому генетичному апараті. До певного часу "збої" себе зовні не виявляють, і ми їх не помічаємо. На жаль! Згодом зміни стають очевидними. В першу чергу вони проявляються на шкірі. В даний час результати досліджень біомакромолекул виходять зі стін лабораторій, починаючи все активніше допомагати лікарям та косметологам у повсякденній роботі. Ще в 1960-х роках. стало відомо, що ізольовані нитки ДНК спричиняють регенерацію клітин. Але тільки в самі Останніми роками XX століття стало можливо використовувати цю властивість для відновлення клітин старіючої шкіри.

№ слайду 24

Опис слайду:

Застосування НК Наука ще далека від можливості використання ниток екзогенної ДНК (за винятком вірусної ДНК) як матриця для «нового» синтезу ДНК безпосередньо в клітинах людини, тварини або рослини. Річ у тім, що клітина-господар надійно захищена від застосування чужорідної ДНК присутніми у ній специфічними ферментами – нуклеазами. Чужорідна ДНК неминуче зазнає руйнування, або рестрикції, під дією нуклеаз. ДНК буде визнана «чужорідною» за відсутністю в ній специфічною для кожного організму картини розподілу метильованих основ, властивих ДНК клітини-господаря. Разом з тим, чим ближче кревність клітин, тим більшою мірою їх ДНК утворюватимуть гібриди. Результат цього дослідження – різні косметичні креми, що включають «чарівні нитки» для омолодження шкіри.

№ слайду 25

Опис слайду:

Закріплення уроку (тестовий контроль) Варіант 11. Подвійний полінуклеотидний ланцюжок характерний для молекул: а) ДНК б) РНКв) обидві попередні відповіді вірні. Середня молекулярна маса якого типу нуклеїнових кислот більша? а) ДНК; б) РНК; в) залежить від типу живої клітини3. Які речовини не є складовою нуклеотиду? а) піримідинову або пуринову основу. б) рибоза та дезоксирибозу в) α - амінокислотиг) фосфорна кислота4. Нуклеотиди ДНК не містять як підстав залишки: а) цитозину в) гуанінаб) урацилу г) аденіну д) тиміна5. Послідовність нуклеотидів є структурою нуклеїнових кислот:а) первинну в) третиннуб) вторинну г) четвертинну 2 вариант1. Нуклеїнові кислоти отримали свою назву від латинського слова: а) ядро ​​в) життя; б) клітина; г) перший2. Полімерний ланцюг, який з нуклеїнових кислот є послідовністю нуклеотидів? а) ДНК б) РНК в) обох типів нуклеїнових кислот3. Вторинна структура як подвійний спіралі характерна для молекул:а) ДНК в) РНКб) білків г) всіх нуклеїнових кислот4. Пуриновою основою не є: а) аденін в) гуанін б) тимін г) всі є5. Молекула нуклеотиду не містить: а) залишок моносахариду; в) залишок азотистої основи; б) залишок амінокислоти; г) залишок фосфорної кислоти.