Наверх страницы
Закрыть
Выбрать тематикуеще 12
Наука

Биологические полимеры — компонент всего живого

Опубликована 08.11.2017
Просмотров: 325
Статья полезна?0
В избранное0 комментариев к статье
Все живые организмы имеют общие принципы строения. Так, в их составе обязательно должны присутствовать различные биологические полимеры. Это сложные химические соединения, которые находятся в основе всего живого.

Содержание 

Какие вещества являются ими?

Белки ‒ нерегулярные биополимеры

Что такое нуклеиновые кислоты?

Что такое ДНК?


Какие вещества являются ими?

Состоят они из аминокислот, формирующих всевозможные вещества. Их состав предопределен в генетическом коде, над изучением которого уже давно активно работают ученые со всего мира.

В зависимости от последовательности мономеров, выделяют регулярные и нерегулярные вещества. К регулярным относятся те биополимеры, в чьих молекулах периодически повторяется определенная группа мономеров (аминокислот). По сути, мономеры это своеобразные строительные единицы организма, которые позволяют достичь столь высокого разнообразия существующих биополимеров. Именно за счет такого многообразия и существует огромное количество различных живых существ.


Какие вещества ими являются? Один из широко распространенных регулярных биологических полимеров — полисахарид. Это разветвленные молекулы, связанные между собой при помощи гликозидных соединений. Речь идет о таких элементах, как гликоген, хитин, целлюлоза, крахмал и другие.

 data-mce-src=

К слову, последние два вещества имеют абсолютно одинаковый химический состав, отличающийся лишь структурой. Интересен тот факт, что такое, казалось бы, небольшое отличие играет важную роль. Например, целлюлоза не растворяется в воде и не усваивается организмом человека. А вот крахмал, наоборот, не только водорастворим, но и легко усваивается.

Стебли множества растений, а также скелет животных в своем составе содержат различные полисахариды.

Белки ‒ нерегулярные биополимеры

Самый распространенный вид нерегулярных биополимеров — белки. Они содержатся во всех живых существах и являются своеобразным строительным материалом. Именно благодаря им возможно осуществление массы важных химических реакций, протекающих в теле.

Белки принимают активное участие в усвоении кислорода, а также в разложении сахаров. Более того, они обеспечивают поступление питательных веществ в клетки, являются источником энергии и поддерживают работу иммунной системы.

Также, существует отдельный вид — сократительные белки, которые позволяют осуществлять двигательную функцию. Речь идет о разнообразных движениях, начиная с образования псевдоподий и движения ресничек у простейших, закачивая сокращением мышц у многоклеточных организмов и движением листьев растений.

Помимо этого, все существующие ферменты, ускоряющие химические процессы в организме, имеют белковую природу. Таким образом, они выполняют катализаторную функцию. Антитела, которые защищают от чужеродных соединений и микроорганизмов и поддерживают иммунную систему, также относятся к белкам.

Ученые ведут активные исследования белковых полимеров. Полученные результаты позволяют синтезировать новые лекарства по массе направлений. Существующие методы синтеза дают возможность дополнять белки различными аминокислотами, получая соединения, не существующие в природе. Помимо этого, таким образом, добавляются различные маркеры, облегчающие проведение опытов и экспериментов.


Один из наиболее важных результатов работы с синтезом биополимеров — это разработка метода добычи инсулина, а также получение информации о структуре таких веществ, как гемоглобин и миоглобин.

В организме человека обнаружено пять миллионов различных типов белковых молекул, которые не просто рознятся между собой, но и отличаются от подобных соединений у других живых существ. Достигается такое разнообразие за счет всего лишь двадцати базовых аминокислот, которые соединяются во всевозможных комбинациях. Всего в природе насчитывается свыше 300 видов таких мономеров.

Многообразие белковых соединений необходимо было как-то классифицировать. Поэтому, ученые разделили их на несколько типов. Выделяют следующие разновидности белков, отличающихсяпо форме:

  • фибриллярные;
  • глобулярные;
  • мембранные.

Также есть следующее разделение по составу:

  • протеины — простые белки, в состав которых входят исключительно аминокислоты;
  • протеиды — сложные белки, которые помимо аминокислот могут состоять также и из углеводов, липидов, нуклеопротеидов и других.

К протеидам также относятся и нуклеиновые кислоты, которые по своей сути относятся к полинуклеотидам.

Что такое нуклеиновые кислоты?

Основу данных веществ составляют мономерные единицы — нуклеотиды, которые включают в себя азот, углевод и остатки фосфорной кислоты. Исследования данного вида соединений человечество начало еще столетие назад.

Впервые подобное соединение удалось синтезировать из мышц быка. Со временем ученым удалось получить «чистые» соединения, в составе которых не было белка вовсе. На данный момент классическим вариантом синтеза нуклеиновых кислот является обработка анионным детергентом разрушенных стенок клеток.

Нуклеиновая кислота— это одно из основных веществ клеток, наряду с углеводами и белками. В частности, они содержатся непосредственно в ядре клетки. Найти их можно у абсолютно всех живых организмов. Собственно, этим и обусловлено название, произошедшее от латинского слова nucleus (ядро).

По сути, нуклеиновые кислоты — это химические элементы, служащие основой для всех организмов. Основная функция данных веществ — хранение и передача информации. Именно они определяют рост, развитие и наследственные признаки живых существ.

Классическими примерами нуклеиновых кислот являются РНК и ДНК, которые несут в себе генетическую информацию организма.

РНК — рибонуклеиновая кислота — по большей части является одноцепочечными молекулами. Выделяют три вида РНК, различающихся по своей структуре, местоположению и функционалу:

  • информационные — иРНК;
  • транспортные — тРНК;
  • рибосомальные — рРНК.

Данные нуклеиновых кислот легко разрушаются под влиянием таких веществ, как щелочь, например. А вот ДНК, напротив, обладает устойчивостью к подобному воздействию.


Что такое ДНК?

ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота — это стойкая к разрушению структура, перманентно хранящая все необходимые данные о том или ином живом организме. В частности, в ней содержится информация о последовательности аминокислот, которые синтезирует клетка. Это химическое соединение было открыто еще в 1869 году и до сих пор полностью не изучено.

 data-mce-src=

Ее молекулы представляют из себядвуцепочечные полимеры с большой массой. Внешне они представляют собой закрученную в двойную спираль последовательность элементов. В состав ДНК входят четыре основных вещества:

  • аденин и тимин комбинируются друг с другом;
  • цитозин и гуанин также сочетаются только между собой.

Таким образом, существует два вида перекладин молекулы, составленные из той или иной пары веществ. Особая форма молекулы обусловлена ее длиной. Для того чтобы компактно разместить ДНК, две молекулы закручиваются друг вокруг друга. Таким образом получается сократить размер цепочки в 5-6 раз. Этот процесс называется спирализацией.

Сами молекулы способны к самопроизведению. Процесс образования новой ДНК по сути является своеобразным раздвоением спирали на две ветви, во время которого происходит разрушение ферментами существующих связей между базовыми парами. Каждая полученная ветвь является частью новой ДНК, а последовательность соединения базовых пар аналогична последовательности изначальной спирали.

Ученые активно работают над расшифровкой генетического кода, содержащегося в данном виде кислот. Результаты работы помогут понять принцип строения живых организмов, в том числе и человека. Более того, полученная информация может лечь в основу разработок технологии искусственного синтеза клеток с теми или иными предопределенными характеристиками.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что путем внедрения в существующий код ДНК определенной новой информации, можно изменить характеристики организма. Предполагается, что таким образом станет возможной не только борьба с рядом заболеваний, но и полное их искоренение путем внедрения генетической устойчивости.

Лучшее в рубрике

Интересные факты о фотосинтезе
00В избранное
Интересные факты о фотосинтезе
Насекомые. Кого стоит опасаться?
00В избранное
Насекомые. Кого стоит опасаться?
12 рудиментов  в человеческом теле
00В избранное
12 рудиментов в человеческом теле
Перейти в рубрику «Биология»

Похожие авторы

Статья полезна?0
В избранное
0 комментариев к статье

Для написания комментария, пожалуйста, авторизуйтесь.

Пока не добавлено ни одного комментария. Будьте первым!

Задать вопрос автору
Задать вопрос
Свернуть
Не более 3-х
БиологияУдалить

Список вопросов пуст

В это время на главной странице

Вставить изображение

Графические файлы до 5мб
Зарегистрируйтесь или войдите,
чтобы получить доступ ко всем функциям сайта

Зарегистрированным пользователям доступен полный функционал сайта

  • Личный кабинет, позволяющий создавать собственные списки избранных статей и авторов
  • Список вопросов и ответов, заданных Вам и Вами
  • Фотоальбомы
  • Техническая поддержка и многое другое!
Вход через соцсети