Биомолекулы

 

Министерство образования и  науки, молодежи и спорта Украины

  Восточноукраинский национальный  университет им. В. Даля

                 Технологический институт (г.Северодонецк)

 Кафетра: ТНВЭ

Дисциплина: Биология

 

                                             

                                             Реферат

 На тему: Биомолекулы

 

Выполнила:

Студентка группы ПЭО-11д                                 Малинская М.В 

 

 Преподаватель:

Доц.к.б.н                                                                   Быкова С.П.                                                    

 

 

 

 

                                        Северодонецк 2011

 

 

                           Содержание

Введение

1. Классификация……………………………………………….
2. Нуклеозиды и нуклеотиды…………………………….
3. Сахара…………………………………………………………….
4. Лигнин……………………………………………………………
5. Липиды………………………………………………………….
6. Аминокислоты………………………………………………
7. Витамины……………………………………………………..

 Список литературы……………………………………….

 

                                    Введение

Биомолекулы — это органические вещества, которые синтезируются живыми организмами. В состав биомолекул включают белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, а также более мелкие компоненты обмена веществ. Биомолекулы состоят из атомов углерода, водорода, азота, кислорода, а также фосфора и серы. Другие атомы входят в состав биологически значимых веществ значительно реже.

Актуальность темы:

Большие белковые молекулы, образования  и волокна играют важную роль в  жизнедеятельности организма. Нити фибрина, образуя сложную ветвистую  структуру, формируют сгусток и  останавливают кровотечение. Различные  патологии, влияющие на механические свойства фибрина, способны нарушить его функцию  и привести как к образованию  тромба и возможному инсульту или  инфаркту, так и к повышеному кровотечению. Капсиды животных и растительных вирусов способны выдерживать колоссальное давление со стороны упакованного генетического  материала. Их физические свойства, а  также переходы между стабильным и нестабильным состояниями определяют жизненный цикл вирусов, в том  числе созревание вируса и заражение  клеток. Современные эксперименты по изучению одиночных молекул такие  как атомно-силовая микроскопия  и оптические пинцеты широко используются для изучения механических свойств  белковых волокони капсул вирусов.

 

 

1. Классификация

Среди биомолекул выделяют:

• Малые молекулы:
• Липиды (жиры), фосфолипиды, гликолипиды, стеролы, глицеролипиды
• Витамины
• Гормоны, нейромедиаторы
• Метаболиты

 

• Мономеры, олигомеры и полимеры

 

Мономеры	Олигомеры	Биополимеры
Аминокислоты	Олигопептиды	Полипептиды, белки
Моносахариды	Олигосахариды	Полисахариды (крахмал, целлюлоза)
Нуклеотиды	Олигонуклеотиды	Полинуклеотиды, (ДНК, РНК)

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Нуклеозиды и нуклеотиды

Нуклеозиды — это гликозиламины, содержащие азотистое основание, связанное с сахаром (рибозой илидезоксирибозой).

Нуклеозиды могут быть фосфорилированы киназами клетки по первичной спиртовой группе сахара, при этом образуются соответствующие нуклеотиды.

Азотистое основание	Нуклеозид	Дезоксинуклеозид
Аденин	Аденозин  A	Дезоксиаденозин  dA
Гуанин	Гуанозин  G	Дезоксигуанозин  dG
Тимин	5-Метилуридин  m5U	Дезокситимидин  dT
Урацил	Уридин  U	Дезоксиуридин  dU
Цитозин	Цитидин  C	Дезоксицитидин  dC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нуклеоти́ды — фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозидфосфаты. Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, цАМФ, АДФ, играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов.

Строение нуклеотидов

Нуклеотиды являются сложными эфирами нуклеозидов и фосфорных кислот. Нуклеозиды, в свою очередь, являются N-гликозидами, содержащими гетероциклический фрагмент, связанный через атом азота с C-1 атомом остатка сахара.

Строение нуклеотидов

В природе наиболее распространены нуклеотиды, являющиеся β-N-гликозидами пуринов илипиримидинов и пентоз — D-рибозы или D-2-рибозы. В зависимости от структуры пентозы различают рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды, которые являются мономерами молекулсложных биологических полимеров (полинуклеотидов) — соответственно РНК или ДНК.^[1]

Фосфатный остаток в нуклеотидах  обычно образует сложноэфирную связь  с 2'-, 3'- или 5'-гидроксильными группами рибонуклеозидов, в случае 2'-дезоксинуклеозидов этерифицируются 3'- или 5'-гидроксильные  группы.

Большинство нуклеотидов  являются моноэфирами ортофосфорной  кислоты, однако известны и диэфиры  нуклеотидов, в которых этерифицированы  два гидроксильных остатка — например, циклические нуклеотиды циклоаденин- и циклогуанин монофосфаты (цАМФ и цГМФ). Наряду с нуклеотидами — эфирами ортофосфорной кислоты (монофосфатами) в природе также распространены и моно- и диэфиры пирофосфорной кислоты (дифосфаты, например, аденозиндифосфат) и моноэфиры триполифосфорной кислоты (трифосфаты, например,аденозинтрифосфат).

 

 

Буквенные коды для  обозначения нуклеотидов
Код	Означает	Комплементарная пара
A	A	T в ДНК;  U в РНК
C	C	G
G	G	C
T  или U	T в ДНК;  U в РНК	A
M	A  или C	K
R	A  или G	Y
W	A  или T	W
S	C  или G	S
Y	C  или T	R
K	G  или T	M
V	A  или C  или G	B
H	A  или C  или T	D
D	A  или G  или T	H
B	C  или G  или T	V
X  или N	A  или C  или G  или T (U)	любой

Номенклатура нуклеотидов

Соединения, состоящие из двух нуклеотидовых молекул, называются динуклеотидами, из трёх — тринуклеотидами, из небольшого числа — олигонуклеотидами, а из многих — полинуклеотидами, или нуклеиновыми кислотами.

Названия нуклеотидов  представляют собой аббревиатуры в  виде стандартных трёх- или четырёхбуквенных кодов.

Если аббревиатура начинается со строчной буквы «д» (англ. d), значит подразумевается дезоксирибонуклеотид; отсутствие буквы «д» означает рибонуклеотид. Если аббревиатура начинается со строчной буквы «ц» (англ. c), значит речь идёт о циклической форме нуклеотида (например, цАМФ).

Первая прописная буква  аббревиатуры указывает на конкретное азотистое основание или группу возможных нуклеиновых оснований, вторая буква — на количество остатков фосфорной кислоты в структуре (М — моно-, Д — ди-, Т — три-), а третья прописная буква — всегда буква Ф («-фосфат»; англ. P).

Латинские и русские коды для нуклеиновых оснований:

• A — А: Аденин;
• G — Г: Гуанин;
• C — Ц: Цитозин;
• T — Т: Тимин (5-метилурацил), не встречается в РНК, занимает место урацила в ДНК;
• U — У: Урацил, не встречается в ДНК, занимает место тимина в РНК.

Общепринятые буквенные  коды для обозначения нуклеотидных оснований соответствуют номенклатуре, принятойМеждународным обществом теоретической и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry, сокращённо —англ. IUPAC, рус. ИЮПАК) и Международным обществом биохимии и молекулярной биологии (International Union of Biochemistry and Molecular Biology, сокращённо — англ. IUBMB). Если при секвенировании последовательности ДНК или РНК возникает сомнение в точности определения того или иного нуклеотида, помимо пяти основных (A, C, T, G, U), используют другие буквы латинского алфавита в зависимости от того, какие наиболее вероятные нуклеотиды могут находиться в данной позиции последовательности.

Длину секвенированных участков ДНК (гена, сайта, хромосомы) или всего генома указывают в парах нуклеотидов (пн), или парах оснований (англ. base pairs, сокращённо bp), подразумевая под этим элементарную единицу двухцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты, сложенную из двух спаренных комплементарных оснований.

 

3. Выступают в роли коферментов (ФАД, ФМН, НАД⁺, НАДФ⁺)

4. Циклические мононуклеотиды  являются вторичными посредниками  при действии гормонов и других сигналов(цАМФ, цГМФ).

5. Аллостерические регуляторы  активности ферментов.

6. Являются мономерами  в составе нуклеиновых кислот, связанные 3'-5'- фосфодиэфирными связями.

История нуклеотидов

В домолекулярной генетике для обозначения наименьшего  элемента в структуре ДНК, который может быть подвержен спонтанной или индуцированной мутации, применялся особый термин рекон. В настоящее время показано, что таким наименьшим элементом является один нуклеотид (или одно азотистое основание в составе нуклеотида), поэтому данный термин более не употребляется. Для определения понятия единица мутации применялся термин мутон. В настоящее время показано, что фенотипически мутация может проявиться даже при замене одного нуклеотида (или азотистого основания в составе нуклеотида), таким образом, термин мутон соответствует одному нуклеотиду.

3. Сахара

Моносахариды — простейшие углеводы, обычно содержат альдегидную или кето-группу. Наличие в структуре альдегидной группы обозначается приставкой "альдо-", а кето-группы - "кето-". Примерами моносахаридов являются гексозы — глюкоза, фруктоза, галактоза и пентозы — рибоза и дезоксирибоза.

Дисахариды образуются при соединении двух молекул простых сахаров, при этом отщепляется одна молекула воды. Дисахариды могут быть гидролизованы до соответствующих моносахаридов разбавленными растворами кислот или соответствующими ферментами.Представителями дисахаридов являются сахароза, мальтоза илактоза.

Полисахариды являются сложными сахарами, полимерами моносахаридов. Представителями полисахаридов является крахмал, целлюлоза и гликоген. Молекулы полисахаридов обычно имеют разветвленную структуру. Как правило, полисахариды нерастворимы или малорастворимы в воде, однако может происходить гидратация ихгидроксильных групп, в таком случае при нагревании в водной среде полисахарид образует коллоид. Более короткие полисахариды, состоящие из 2-10 мономеров, называют олигосахаридами.

Моносахариды  состоят они из одной молекулы и представляют собой твердые  кристаллические вещества, растворимые  в воде, сладкие на вкус. В зависимости  от числа углеродных атомов, входящих в молекулу углевода, различают триозы - моносахариды, содержащие 3 атома углерода; тетрозы - 4 атома углерода; пентозы - 5 атомов углерода; гексозы - 6 атомов углерода. Из триоз в живых организмах важное значение имеют, например,глицерин и его производные (молочная кислота, пировиноградная кислота). Из тетроз в процессах обмена наиболее важна эритроза . Этот сахар - один из промежуточных продуктов фотосинтеза. Уже на уровне тетроз происходит образование кольцевых молекул углеводов :