พอลิเมอร์ชีวภาพชนิดใดบ้างที่รวมอยู่ในเซลล์ สารอินทรีย์เคลื่อนที่ผ่านพืช
ชีวเคมี. ระเบียบวิธีทางชีวเคมี โครงสร้างและคุณสมบัติของโปรตีน กรดอะมิโน โครงสร้างและคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรต นิวคลีโอไทด์ DNA, RNA - โครงสร้างความหมาย โครงสร้างและคุณสมบัติของลิพิด
ชีวเคมีเป็นศาสตร์เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์และสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิต และกระบวนการทางเคมีที่เป็นรากฐานของกิจกรรมชีวิตของพวกมัน คำว่า "ชีวเคมี" มีการใช้เป็นระยะๆ ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 แต่ในความหมายคลาสสิก คำว่า "ชีวเคมี" ถูกนำมาใช้ในชุมชนวิทยาศาสตร์ในปี พ.ศ. 2446 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน คาร์ล นอยเบิร์ก
วิธีการทางชีวเคมีขึ้นอยู่กับการแยกส่วน การวิเคราะห์ และการศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติขององค์ประกอบแต่ละส่วนของสิ่งมีชีวิต วิธีการทางชีวเคมีส่วนใหญ่เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 20; ที่พบมากที่สุดคือโครมาโตกราฟี, การหมุนเหวี่ยงและอิเล็กโทรโฟเรซิส
การศึกษาเคมีแห่งชีวิตในปี พ.ศ. 2370 นำไปสู่การแบ่งโมเลกุลทางชีววิทยาออกเป็นโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตที่ยังคงเป็นที่ยอมรับ ผู้เขียนการจำแนกประเภทนี้คือนักเคมีชาวอังกฤษที่มีชื่อเสียงและแพทย์ William Prout ในปีพ.ศ. 2371 นักเคมีชาวเยอรมัน เอฟ. โวห์เลอร์ได้สังเคราะห์ยูเรีย ครั้งแรกจากกรดไซยานิกและแอมโมเนีย (โดยการระเหยสารละลายของแอมโมเนียมไซยาเนตที่เกิดขึ้น) และต่อมาในปีเดียวกันจากคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนีย จึงได้รับการพิสูจน์เป็นครั้งแรกว่า สารเคมีสิ่งมีชีวิตสามารถสังเคราะห์ขึ้นภายนอกร่างกายได้
อะตอมพื้นฐานที่ประกอบเป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส แน่นอนว่ายังมีสารอื่นๆ อยู่ในโพลีเมอร์ (เช่น ซัลเฟอร์) แต่ตอนนี้เราจะมาดูการรวมกันขององค์ประกอบทั้งห้านี้กัน การก่อตัวของพอลิเมอร์ชีวภาพเกิดขึ้นได้เนื่องจากคาร์บอนเป็นแบบเตตระวาเลนต์ สามารถสร้างพันธะได้ 4 พันธะ และอะตอมของคาร์บอนเมื่อทำพันธะซึ่งกันและกันสามารถก่อตัวเป็นสายโซ่ยาวที่ประกอบด้วยอะตอมหลายสิบอะตอม ลองพิจารณาโพลีเมอร์ชีวภาพสี่ประเภท: โปรตีน กรดนิวคลีอิก ลิพิด และคาร์โบไฮเดรต
กระรอก
โปรตีนประกอบด้วยโมโนเมอร์ที่เรียกว่ากรดอะมิโน กรดอะมิโนแต่ละตัวมีหมู่อะมิโนที่จับกับอะตอมของคาร์บอน และหมู่คาร์บอกซิล ไฮโดรเจน และกรดอะมิโนที่เหลือจะถูกจับกับอะตอมเดียวกัน โครงสร้างนี้มีอยู่ในกรดอะมิโนทั้งหมด หมู่อะมิโนสามารถติดกับอะตอมของคาร์บอนตัวแรกที่อยู่ด้านหลังหมู่คาร์บอกซิล หรือติดกับอะตอมที่สอง เป็นต้น อะตอมจะมีหมายเลขเป็นตัวอักษรกรีก และขึ้นอยู่กับลำดับของอะตอมที่กรดอะมิโนติดอยู่ อะตอมนั้นเรียกว่า กรดอะมิโนอัลฟ่า หรือ กรดเบต้าอะมิโน เป็นต้น โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนอัลฟ่าเท่านั้น
หมู่คาร์บอกซิลมีลักษณะเป็นกรด โดยแยกตัวออกเป็นไอออนในสารละลายในน้ำเพื่อสร้างโปรตอนและหมู่ที่มีประจุลบ COO′ หมู่ NH 2 มีลักษณะเป็นเบส สามารถเกาะติดไฮโดรเจนโปรตอนจนมีประจุบวกได้ ในโมเลกุลของกรดอะมิโนโปรตอนจากกลุ่มคาร์บอกซิลสามารถถ่ายโอนไปยังกลุ่มอะมิโนได้ - การก่อตัวดังกล่าวเรียกว่าสวิตเตอร์ไอออน ในสารละลาย กรดอะมิโนจะอยู่ในรูปของสวิตเตอร์ไอออน
โมเลกุลของกรดอะมิโนอาจแตกต่างกันในโครงสร้างเชิงพื้นที่ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสเตอริโอไอโซเมอริซึม โมเลกุลเหล่านี้เรียกว่า D-isomers และ L-isomers โมเลกุลเป็นภาพสะท้อนในกระจกของกันและกัน บนระนาบ อะตอมที่อยู่ใกล้กว่าด้านหน้าระนาบจะแสดงด้วยลูกศรสามเหลี่ยม อะตอมที่อยู่ไกลออกไปด้านหลังระนาบจะแสดงด้วยเส้นประ
ในสิ่งมีชีวิต กรดอะมิโนทั้งหมดคือ L-isomer D-isomers ค่อนข้างหายากและมีหน้าที่บางอย่าง เช่น สามารถเป็นส่วนหนึ่งของยาปฏิชีวนะได้
ทั้งหมด เซลล์ที่มีชีวิตใช้กรดอะมิโน 20 ชนิด โครงสร้างของโซ่ด้านข้างแตกต่างกัน อาจมีโซ่แยก อาจมีวงแหวนอะโรมาติก ตัวอย่างเช่น ในโพรลีน อะตอมของคาร์บอนตัวที่สองได้ใช้พันธะอิสระบนหมู่อะโรมาติกจนหมดแล้ว ดังนั้นจึงไม่มีการเคลื่อนที่ดังกล่าวเมื่อเทียบกับ กลุ่ม ส-สดังนั้นในโปรตีนที่มีโพรลีน การหมุนของสายโซ่โพลีเปปไทด์ในพื้นที่เหล่านี้จึงมีจำกัด
กรดอะมิโน
ขั้วที่ไม่มีขั้วไม่มีประจุ
กรดอะมิโนแบ่งออกเป็นชนิดไม่มีขั้ว กล่าวคือ ไม่มีประจุและไม่มีหมู่ที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ มีขั้ว ไม่มีประจุ และมีกรด 5 ชนิดที่มีประจุ กรด 2 ชนิดนี้ประกอบด้วยหมู่คาร์บอกซิลกลุ่มที่สองที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนและพาไปได้ ประจุลบ และกรดอะมิโนสามตัวที่มีหมู่อะมิโนเพิ่มเติมที่นำติดตัวไปด้วยในสารละลาย ประจุบวกและใช้ในโปรตีนเพื่อชาร์จส่วนที่จำเป็นของโมเลกุล การเปลี่ยนประจุของโมเลกุลโปรตีนอาจส่งผลกระทบสำคัญต่อโครงสร้างและการทำงาน
ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนประกอบด้วยโครงสร้างหลัก กรดอะมิโนสามารถทำงานร่วมกันสร้างพันธะเปปไทด์ได้ ในกรณีนี้โมเลกุลของน้ำจะออกไปและคาร์บอนจะรวมตัวกับไนโตรเจนซึ่งเป็นพันธะเปปไทด์ที่แท้จริง เห็นได้ชัดว่ากลุ่มคาร์บอกซิลถัดไปสามารถทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนของกรดอื่นได้ และทำให้เกิดสายโซ่โพลีเปปไทด์ ซึ่งเรียกว่าโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน เมื่อบันทึกโครงสร้างปฐมภูมิของกรดอะมิโน กรดอะมิโนจะถูกกำหนดด้วยรหัสสามตัวอักษรตามตัวอักษรสามตัวแรกของชื่อ หรือโดยใช้รหัสตัวอักษรเดียว ในฐานข้อมูล โครงสร้างหลักของโปรตีนมักจะเขียนด้วยรหัสตัวอักษรเดียว
ขึ้นอยู่กับกรดอะมิโนที่ก่อตัวเป็นสายโซ่มันสามารถขดตัวในอวกาศและยอมรับอย่างใดอย่างหนึ่ง โครงสร้างเชิงพื้นที่ซึ่งเรียกว่าโครงสร้างรองของโปรตีน สายโพลีเปปไทด์พับในอวกาศเป็นโครงสร้างต่างๆ เช่น เกลียวที่มีลักษณะบางอย่าง โดยมีระยะพิทช์ที่แน่นอน (α-เกลียว) หรือโครงสร้างที่ยาว (โครงสร้าง β) β-helices สามารถโต้ตอบกันจนเกิดเป็นแผ่นโปรตีนทั้งหมด α-เอนริเก้สร้างโครงสร้างทรงกระบอกที่ค่อนข้างแข็ง ในภาพวาด เอนริเก้อัลฟาจะแสดงเป็นริบบิ้นเกลียวหรือทรงกระบอก และโครงสร้างเบตาจะแสดงเป็นแถบแบน
โครงสร้างα-helix β
ข้าว. 17. โครงสร้างรองของสายโซ่โพลีเปปไทด์
ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ ปฏิกิริยาไอออนิก พันธะไฮโดรเจน และพันธะโควาเลนต์ มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างทุติยภูมิ
ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วมีกรดอะมิโนที่มีขั้วและไม่มีขั้ว หากมีกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำ (ไม่มีขั้ว) อยู่ใกล้เคียงในสายโซ่โพลีเปปไทด์ ดังนั้นในสารละลายที่เป็นน้ำ ส่วนที่ไม่ชอบน้ำที่ไม่ละลายในน้ำจะพยายามหลีกเลี่ยงการทำปฏิกิริยากับน้ำ ขดตัวเพื่อให้อยู่ใกล้และกำบังจากน้ำ และ สร้างโครงสร้างที่มีพลังงานศักย์น้อยที่สุด หากมีประจุกรดอะมิโนตกค้างอยู่ใกล้ๆ พวกมันจะดึงดูดในกรณีที่มีประจุตรงกันข้ามหรือผลักไสในกรณีที่มีประจุคล้ายกัน ดังนั้น โครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน กล่าวคือ การมีอยู่ของบริเวณที่ไม่ชอบน้ำหรือมีประจุบนสายโซ่โพลีเปปไทด์ จะเป็นตัวกำหนดว่าโปรตีนจะพับตัวอย่างไร หรือตัวอย่างเช่น ถ้ามีโพรลีน มันจะยึดอะตอมข้างเคียงไว้ที่มุมหนึ่ง เพื่อกำหนดตำแหน่งในอวกาศ
การจัดเรียงองค์ประกอบโครงสร้างทุติยภูมิ (ขดลวดอัลฟาและองค์ประกอบอื่นๆ) ในอวกาศที่สัมพันธ์กันเรียกว่าโครงสร้างตติยภูมิของโปรตีน
แต่นอกเหนือจากความจริงที่ว่า เมื่อปล่อยโปรตีนออกมาในสารละลายที่เป็นน้ำแล้ว จะได้รับโครงสร้างตามที่ควรจะได้ผล ยังมีโปรตีนในเซลล์ที่เรียกว่า chaperones (จากคำว่า รูปร่าง) ซึ่งช่วยโปรตีนชนิดอื่นด้วย พับอย่างถูกต้อง หากโปรตีนพับตัวไม่ถูกต้อง อาจส่งผลร้ายแรงได้ เมื่อหลายปีก่อนมีการแพร่ระบาดของโรควัวบ้าในยุโรป และวัวจำนวนมากต้องถูกทำลาย โรควัวบ้า (สปองจิฟอร์มเอนเซ็ปฟาโลพาที - สมองของสัตว์กลายเป็นเหมือนฟองน้ำ) ไม่ได้เกิดจากไวรัสหรือแบคทีเรีย แต่เกิดจากเซลล์พิเศษซึ่งเป็นโปรตีนที่พับไม่ถูกต้อง โปรตีนนี้นำไปสู่การก่อตัวของกลุ่ม บริษัท ในเซลล์นั่นคือโปรตีนตกตะกอนอย่างแท้จริงและชีวิตของเซลล์ถูกรบกวนโดยส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อระบบประสาท สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโปรตีนที่ปกติจะมีปฏิกิริยากับโปรตีนนี้ในเซลล์ไม่สามารถทำได้เนื่องจากมีการพับอย่างไม่ถูกต้อง ดังนั้นเซลล์จึงเริ่มทำงานไม่ถูกต้อง ดังนั้นจึงเป็นโรคที่เกิดจากโปรตีนที่ถูกพับผิด โรคระบาดนี้เกิดขึ้นหลังจากที่เริ่มใช้ เทคโนโลยีใหม่แปรรูปกระดูกป่น ที่อุณหภูมิต่ำกว่า โปรตีนจากกระดูกของสัตว์ป่วยซึ่งหลังจากการแปรรูปถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในอาหารสัตว์ จะไม่ถูกทำลายอีกต่อไป แต่เริ่มไปจบลงในอาหารสัตว์ จึงทำให้เกิดโรคระบาด โปรตีนที่พับผิดจะหลุดออกมาได้อย่างไร ทางเดินอาหารไปที่สมองเหรอ? ปรากฎว่ากลไกของเซลล์ (เอนไซม์โปรตีเอส) ที่ทำลายโปรตีนของเสียไม่สามารถ "กัด" โปรตีนนี้ได้ และโปรตีนพรีออนสามารถคงอยู่ในร่างกายได้เป็นเวลานานโดยไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้โปรตีนบางชนิดยังทนทานต่ออุณหภูมิอีกด้วย ผู้คนมีความคล้ายคลึงกับโรคนี้ นี้ โรคติดเชื้อเรียกว่าคุรุ มีการอธิบายไว้ในหมู่ชนชาติที่มีนิสัยชอบกินสมองของบรรพบุรุษที่เสียชีวิต (โดยไม่เคารพบรรพบุรุษรุ่นหลัง) พวกมันมีโปรตีนติดเชื้อ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการติดเชื้อช้า (โปรตีนซึ่งแตกต่างจากไวรัสจะไม่เพิ่มจำนวน แต่จะค่อยๆสะสมโปรตีนในเซลล์อื่น ๆ ไว้บนตัวมันเองและแพร่กระจาย "นิสัย" ที่ไม่ดีของการพับอย่างไม่ถูกต้องไปรอบ ๆ ตัวมันเอง) มีโรคที่คล้ายกันในแกะสแครปี (ธรรมชาติเหมือนกันแต่เป็นเพียงโปรตีนที่แตกต่างกัน) และยังมีโรคทางพันธุกรรมที่เรียกว่า Creutzfeldt-Jakob syndrome การกลายพันธุ์เกิดขึ้นในโปรตีนชนิดหนึ่งที่ทำงานในสมอง โปรตีนนี้ยังพบอยู่ในเซลล์อื่นด้วย แต่อย่างแรกเลย สิ่งรบกวนส่งผลต่อเนื้อเยื่อประสาท เนื่องจากพวกมันมีวิวัฒนาการเป็นเซลล์ที่อายุน้อยที่สุด และด้วยเหตุนี้จึงไวต่อการรบกวนการทำงานของเซลล์มากที่สุด การกลายพันธุ์นี้ทำให้โปรตีนไม่สามารถพับตัวได้อย่างถูกต้อง ดังนั้น มนุษย์จึงมีอาการเหมือนกับโรควัวบ้าในสัตว์ ตอนนี้ จากโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน สามารถคาดเดาองค์ประกอบต่างๆ ของโครงสร้างรองของมันได้ กล่าวคือ โปรตีนจะพับตัวอย่างไร
รูปนี้แสดงโครงสร้างหลักของโปรตีนอะโพลิโพโปรตีน E ซึ่งทำหน้าที่ขนส่งคอเลสเตอรอล ซึ่งเป็นโปรตีนของมนุษย์ ในรูป ลำดับของกรดอะมิโน (โครงสร้างหลัก) เขียนด้วยรหัสตัวอักษรตัวเดียว
ข้าว. 18. มนุษย์ apolipoprotein E
ด้านล่างโครงสร้างหลักคือโครงสร้างรองของโปรตีน โดยบริเวณอัลฟาเฮลิคอลระบุด้วยสี่เหลี่ยม ด้านบนคือเลขกรดอะมิโน (โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน 299 ตัว) เส้นประบ่งบอกถึงส่วนที่คลี่ออกหรือพับอีกครั้งในระหว่างการทำงานของโปรตีน ด้านล่างนี้เป็นโครงสร้างระดับตติยภูมิของโปรตีน นั่นคือวิธีการจัดเรียงเอนริเก้ในอวกาศและมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน โปรตีนมีปลาย N ซึ่งเป็นส่วนที่เป็นที่ตั้งของหมู่อะมิโน ด้านที่มีหมู่คาร์บอกซิลอยู่ เรียกว่า ปลายซี
มีการกลายพันธุ์ในโปรตีนนี้ซึ่งเปลี่ยนประจุของกรดอะมิโนหนึ่งตัว เป็นผลให้ปฏิกิริยาไอออนิกภายในโมเลกุลโปรตีนเปลี่ยนไป สิ่งนี้จะเปลี่ยนความสัมพันธ์ของโปรตีนสำหรับไขมันประเภทต่างๆ เป็นผลให้โอกาสที่จะเป็นโรคสมองเสื่อมในวัยชราที่เรียกว่าโรคอัลไซเมอร์เพิ่มขึ้น ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนตัวเดียวสามารถส่งผลต่อการทำงานของโปรตีนได้อย่างไร
ข้าว. 19. ลักษณะโมเลกุลของการหยุดชะงักของ apolipoprotein E
การทำลายสะพานเกลือจะเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์ของหน่วยย่อยโปรตีนและประเภทของไขมันที่เกี่ยวข้อง (ไอโซฟอร์ม ApoE4 - ความเสี่ยง x10 ของโรคอัลไซเมอร์) ภาพแสดงการพับโปรตีน Arg-61 ซึ่งมีประจุบวก ทำปฏิกิริยากับกรดกลูตามิกที่มีประจุลบ มีสะพานชนิดหนึ่งเกิดขึ้นที่นี่ ภาพด้านซ้ายแสดงโปรตีนที่แตกต่างจากโปรตีนในภาพด้านขวาด้วยการกลายพันธุ์หนึ่งครั้ง ประกอบด้วยกรดอะมิโนทดแทนหนึ่งตัว แทนที่จะเป็นซีสเตอีนที่เป็นกลางและไม่มีประจุ อาร์จินีนที่มีประจุบวก (Arg-112) จะปรากฏขึ้น ซึ่งมันเริ่มมีปฏิกิริยากับกรดกลูตามิกที่มีประจุลบ (Glu-109) เนื่องจากตั้งอยู่ใกล้กับกรดกลูตามิกมากกว่าอาร์จินีน-61 สะพานเกลือก็หายไป อันตรกิริยาภายในการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความสัมพันธ์ของไขมัน หน้าที่ของมันคือลำเลียงไขมัน และแทนที่จะเป็นไลโปโปรตีนก็มีมากกว่านั้น ความหนาแน่นสูงเริ่มมีความสัมพันธ์กับโพลีโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำกว่ามากขึ้น คนที่มีการกลายพันธุ์นี้มีมากขึ้น ระดับสูงคอเลสเตอรอลและมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดภาวะสมองเสื่อมในวัยชรา อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากการออกกำลังกายแล้ว การป้องกันการพัฒนาภาวะสมองเสื่อมในวัยชรายังเป็นงานทางจิตอีกด้วย ชาวยุโรปประมาณ 15% มีการกลายพันธุ์นี้ ในขณะที่ในหมู่ Bushmen จำนวนนี้สูงถึง 40% แต่โปรตีนนี้ไม่ได้รบกวนพวกเขาเลย และพวกเขาไม่มีภาวะสมองเสื่อมในวัยชราเลย เนื่องจากพวกมันมีอาหารที่มีคอเลสเตอรอลต่ำและมี การออกกำลังกาย- โปรตีนนี้มีประโยชน์สำหรับพวกเขาด้วยซ้ำเนื่องจากจำเป็นต้องกักเก็บคอเลสเตอรอล ผู้ที่รับประทานอาหารแบบตะวันตกจะมีปริมาณไขมันสูง และโปรตีนแบบ "โลภ" ที่ให้โคเลสเตอรอลสูงจะกลายเป็นอันตราย จำเป็นต้องมีคอเลสเตอรอล แต่ไม่ควรมากหรือน้อยเกินไป ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลักของโปรตีนจึงขึ้นอยู่กับวิถีชีวิต
คาร์โบไฮเดรต
คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยคาร์บอนและน้ำ เช่นเดียวกับกรดอะมิโนที่มีสเตอริโอไอโซเมอร์ (L และ D เป็นโมเลกุล) หลักการพิจารณาก็เหมือนกับในกรดอะมิโน ในร่างกายมนุษย์ กรดอะมิโนทั้งหมดคือ L-isomer ส่วนน้ำตาลคือ D-isomer
ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์บอนในสายโซ่หลัก น้ำตาลจะถูกแบ่งออกเป็นเทโตส (คาร์บอน 4 อะตอม) เพนโตส (5 อะตอม) เฮกโซส (6 อะตอม) ขึ้นอยู่กับทิศทางที่หมู่ไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลหมุน เราได้ชุดของไอโซเมอร์ ซึ่งแต่ละหมู่มีชื่อเป็นของตัวเอง
น้ำตาลมีคุณสมบัติที่สามารถเปลี่ยนจากรูปแบบเชิงเส้นเป็นแบบวงกลมได้ พวกมันเรียกว่าไพราโนสหากมีคาร์บอน 5 อะตอมในวงแหวนหลัก และฟูราโนสหากมีคาร์บอน 4 อะตอม
กลูโคสเป็นโมโนแซ็กคาไรด์หลัก เซลล์มุ่งมั่นที่จะแปลงน้ำตาลอื่นๆ ทั้งหมดให้เป็นกลูโคส จากนั้นจึงใช้กลูโคส นี่เป็นวิธีที่ประหยัดกว่ามากในการรับพลังงานเมื่อทุกอย่างถูกแปลงเป็นน้ำตาลสากลเดียวจากนั้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายอย่างก็ทำงานกับแหล่งพลังงานนี้ ไรโบสเป็นส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิก
โมเลกุลของโมโนแซ็กคาไรด์สามารถเชื่อมต่อกันเป็นโซ่ได้ ไดแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยสองหน่วย
นอกจากนี้ สเตอริโอไอโซเมอร์ยังถูกเพิ่มเข้ามาด้วยเนื่องจากความแตกต่างในการจัดเรียงโมโนเมอร์ที่สัมพันธ์กันและพันธะระหว่างหน่วยที่อยู่ใกล้เคียง ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้α-และβ-saccharides มีความโดดเด่น โซ่อาจยาวมากประกอบด้วยลิงก์นับร้อยนับพัน
แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตสะสมในพืช ประกอบด้วยอะมิโลส (โมเลกุลเชิงเส้น) และอะมิโลเพคติน (โมเลกุลแตกแขนง) คาร์โบไฮเดรตยังรวมถึงเซลลูโลส (คาร์โบไฮเดรตจากพืช) ไกลโคเจน (ซึ่งสะสมอยู่ในตับของสัตว์เป็นสารสำรอง) เพคติน (ซึ่งเป็นพื้นฐานของโครงกระดูกของแมลง) และอื่นๆ
คาร์โบไฮเดรตสามารถเกาะติดกับโปรตีนทำให้เกิดโครงสร้างแบบผสม เช่น ผนังเซลล์ของแบคทีเรียเป็นสารที่ช่วยปกป้องแบคทีเรียที่อยู่ด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยส่วนผสมของคาร์โบไฮเดรตและกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันในโครงสร้างปกติ Peptidoglycan (สารที่สร้างผนังเซลล์) มีลักษณะดังนี้:
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมี หลักการทั่วไปอาคาร ดังนั้นองค์ประกอบจึงต้องประกอบด้วยโพลีเมอร์ชีวภาพหลายชนิด เหล่านี้เป็นสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
บทความนี้มีไว้สำหรับผู้ที่มีอายุ 18 ปีขึ้นไป
คุณอายุ 18 แล้วหรือยัง?
ขึ้นอยู่กับลำดับของโมโนเมอร์ สารปกติและสารผิดปกติจะแตกต่างกัน โพลีเมอร์ชีวภาพทั่วไปรวมถึงโพลีเมอร์ชีวภาพที่มีโมเลกุลของโมโนเมอร์กลุ่มหนึ่ง (กรดอะมิโน) ซ้ำเป็นระยะๆ ในความเป็นจริง โมโนเมอร์เป็นหน่วยการสร้างร่างกายที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซึ่งทำให้สามารถบรรลุถึงความหลากหลายสูงของโพลีเมอร์ชีวภาพที่มีอยู่ได้ เนื่องจากความหลากหลายนี้จึงมีสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันจำนวนมาก
มีสารอะไรบ้าง? โพลีเมอร์ชีวภาพทั่วไปชนิดหนึ่งที่แพร่หลายคือโพลีแซ็กคาไรด์ เหล่านี้เป็นโมเลกุลที่แตกแขนงเชื่อมต่อกันโดยใช้สารประกอบไกลโคซิดิก เรากำลังพูดถึงองค์ประกอบต่างๆ เช่น ไกลโคเจน ไคติน เซลลูโลส แป้ง และอื่นๆ
โดยวิธีการสองสารสุดท้ายมีความเหมือนกันอย่างแน่นอน องค์ประกอบทางเคมีต่างกันแค่โครงสร้างเท่านั้น ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือความแตกต่างที่ดูเหมือนเล็กน้อยดังกล่าวมีบทบาทสำคัญ บทบาทที่สำคัญ- ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสไม่ละลายในน้ำและไม่ถูกดูดซึมโดยร่างกายมนุษย์ ในทางกลับกัน แป้งไม่เพียงแต่ละลายในน้ำเท่านั้น แต่ยังย่อยง่ายอีกด้วย
ลำต้นของพืชหลายชนิดรวมถึงโครงกระดูกของสัตว์นั้นมีโพลีแซ็กคาไรด์หลายชนิด
โปรตีนเป็นไบโอโพลีเมอร์ที่ผิดปกติ
โพลีเมอร์ชีวภาพที่ผิดปกติประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือโปรตีน พบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดและเป็นวัสดุก่อสร้างชนิดหนึ่ง ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญมากมายที่เกิดขึ้นในร่างกายเกิดขึ้นได้
โปรตีนจะถูกนำมา การมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการดูดซึมออกซิเจนตลอดจนในการสลายตัวของน้ำตาล นอกจากนี้ ยังให้สารอาหารแก่เซลล์ ให้แหล่งพลังงาน และสนับสนุนการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน
นอกจากนี้ยังมีโปรตีนชนิดหดตัวซึ่งช่วยให้มอเตอร์ทำงานได้ เรากำลังพูดถึงการเคลื่อนไหวที่หลากหลาย โดยเริ่มจากการก่อตัวของเทียมและการเคลื่อนไหวของซีเลียในโปรโตซัว การสูบฉีดผ่านการหดตัวของกล้ามเนื้อในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ และการเคลื่อนไหวของใบพืช
นอกจากนี้เอนไซม์ที่มีอยู่ทั้งหมดซึ่งเร่งกระบวนการทางเคมีในร่างกายล้วนเป็นโปรตีนในธรรมชาติ ดังนั้นพวกมันจึงทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยา แอนติบอดีที่ป้องกันสารประกอบแปลกปลอมและจุลินทรีย์และการสนับสนุน ระบบภูมิคุ้มกันยังเป็นของโปรตีนอีกด้วย
นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นคว้าเกี่ยวกับโปรตีนโพลีเมอร์อย่างแข็งขัน ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้สามารถสังเคราะห์ยาใหม่ในด้านต่างๆ ได้ วิธีการสังเคราะห์ที่มีอยู่ทำให้สามารถเสริมโปรตีนด้วยกรดอะมิโนต่างๆ เพื่อให้ได้สารประกอบที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มเครื่องหมายต่างๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการทดลองและการทดลอง
ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของการสังเคราะห์โพลีเมอร์ชีวภาพคือการพัฒนาวิธีการผลิตอินซูลินรวมถึงการได้รับข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของสารเช่นเฮโมโกลบินและไมโอโกลบิน
มีการค้นพบโมเลกุลโปรตีนที่แตกต่างกันห้าล้านชนิดในร่างกายมนุษย์ ซึ่งไม่เพียงแต่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังแตกต่างจากสารประกอบที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตอื่นด้วย ความหลากหลายดังกล่าวเกิดขึ้นได้จากกรดอะมิโนพื้นฐานเพียง 20 ชนิดซึ่งนำมารวมกันในรูปแบบต่างๆ โดยรวมแล้วมีโมโนเมอร์ดังกล่าวมากกว่า 300 ชนิดในธรรมชาติ
ความหลากหลายของสารประกอบโปรตีนต้องได้รับการจำแนกประเภท ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแบ่งพวกมันออกเป็นหลายประเภท โปรตีนประเภทต่อไปนี้มีความแตกต่างกันโดยมีรูปร่างต่างกัน:
- ไฟบริลลาร์;
- ทรงกลม;
- เมมเบรน
นอกจากนี้ยังมีการแบ่งตามองค์ประกอบดังต่อไปนี้:
- โปรตีน - โปรตีนอย่างง่ายที่มีเพียงกรดอะมิโน
- โปรตีนเป็นโปรตีนเชิงซ้อนที่นอกเหนือจากกรดอะมิโนแล้วยังสามารถประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต ไขมัน นิวคลีโอโปรตีนและอื่น ๆ
โปรตีนยังรวมถึงกรดนิวคลีอิกซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือโพลีนิวคลีโอไทด์
กรดนิวคลีอิกคืออะไร?
พื้นฐานของสารเหล่านี้คือหน่วยโมโนเมอร์ - นิวคลีโอไทด์ซึ่งรวมถึงไนโตรเจนคาร์โบไฮเดรตและกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง มนุษยชาติเริ่มค้นคว้าสารประกอบประเภทนี้เมื่อศตวรรษก่อน
เป็นครั้งแรกที่มีการสังเคราะห์สารประกอบดังกล่าวจากกล้ามเนื้อวัว เมื่อเวลาผ่านไป นักวิทยาศาสตร์สามารถได้รับสารประกอบ "บริสุทธิ์" ที่ไม่มีโปรตีนเลย ในขณะนี้ ตัวเลือกคลาสสิกสำหรับการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกคือการบำบัดผนังเซลล์ที่ถูกทำลายด้วยผงซักฟอกประจุลบ
กรดนิวคลีอิกเป็นหนึ่งในสารหลักของเซลล์ เช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันบรรจุอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์โดยตรง สามารถพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อันที่จริงนี่คือเหตุผลของชื่อซึ่งมาจากคำภาษาละตินว่านิวเคลียส (แกนกลาง)
โดยพื้นฐานแล้วกรดนิวคลีอิกคือ องค์ประกอบทางเคมีทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด หน้าที่หลักของสารเหล่านี้คือการจัดเก็บและการส่งข้อมูล สิ่งเหล่านี้กำหนดการเจริญเติบโต การพัฒนา และลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
ตัวอย่างคลาสสิกของกรดนิวคลีอิกคือ RNA และ DNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
RNA หรือกรดไรโบนิวคลีอิก ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลสายเดี่ยว RNA มีสามประเภท ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง ตำแหน่ง และฟังก์ชันการทำงาน:
- ข้อมูล - mRNA;
- การขนส่ง - tRNA;
- ไรโบโซม - rRNA
กรดนิวคลีอิกเหล่านี้ถูกทำลายได้ง่ายภายใต้อิทธิพลของสารต่างๆ เช่น อัลคาไล เป็นต้น แต่ในทางกลับกัน DNA สามารถต้านทานต่อผลกระทบดังกล่าวได้
ดีเอ็นเอคืออะไร?
DNA - กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - เป็นโครงสร้างที่ทนทานต่อการถูกทำลายซึ่งจะเก็บข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะอย่างถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนที่เซลล์สังเคราะห์ นี้ สารประกอบเคมีถูกค้นพบย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2412 และยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างครบถ้วน
โมเลกุลของมันคือโพลีเมอร์สายโซ่คู่ด้วย มวลมาก- ภายนอกแสดงถึงลำดับขององค์ประกอบที่บิดเป็นเกลียวคู่ DNA ประกอบด้วยสารหลักสี่ชนิด:
- อะดีนีนและไทมีนรวมกัน
- ไซโตซีนและกัวนีนยังรวมเข้าด้วยกันเท่านั้น
ดังนั้นจึงมีคานขวางโมเลกุลสองประเภทที่ประกอบด้วยสารหนึ่งคู่หรืออีกคู่หนึ่ง รูปทรงพิเศษโมเลกุลถูกกำหนดโดยความยาวของมัน ในการจัดเรียง DNA ให้แน่น โมเลกุลทั้งสองจะบิดตัวกัน วิธีนี้จะทำให้ขนาดของโซ่ลดลง 5-6 เท่า กระบวนการนี้เรียกว่าเกลียว
โมเลกุลเองก็สามารถผลิตได้เอง กระบวนการสร้าง DNA ใหม่นั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นการแยกส่วนของเกลียวออกเป็นสองกิ่งในระหว่างที่เอนไซม์ถูกทำลาย การเชื่อมต่อที่มีอยู่ระหว่างคู่ฐาน แต่ละกิ่งที่เกิดขึ้นจะเป็นส่วนหนึ่งของ DNA ใหม่และลำดับของคู่เบสที่เชื่อมต่อจะคล้ายกับลำดับของเกลียวดั้งเดิม
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อถอดรหัสรหัสพันธุกรรมที่มีอยู่ในกรดประเภทนี้ ผลงานจะช่วยให้เข้าใจหลักโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตรวมทั้งมนุษย์ด้วย นอกจากนี้ข้อมูลที่ได้รับยังสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการสังเคราะห์เซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
นักวิทยาศาสตร์บางคนมีความเห็นว่าการแนะนำข้อมูลใหม่บางอย่างลงในรหัส DNA ที่มีอยู่ทำให้สามารถเปลี่ยนลักษณะของสิ่งมีชีวิตได้ คาดว่าด้วยวิธีนี้จะเป็นไปได้ไม่เพียงแต่จะต่อสู้กับโรคจำนวนหนึ่งเท่านั้น แต่ยังกำจัดโรคเหล่านี้ให้หมดสิ้นด้วยการนำความต้านทานทางพันธุกรรมมาใช้
กระรอก
โปรตีนมีการจัดเรียงหลายระดับ - ระดับประถมศึกษา มัธยมศึกษา ระดับอุดมศึกษา และบางครั้งก็ควอเทอร์นารี โครงสร้างหลักถูกกำหนดโดยลำดับของโมโนเมอร์ โครงสร้างรองถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ภายในและระหว่างโมเลกุลระหว่างโมโนเมอร์ โดยปกติจะใช้พันธะไฮโดรเจน โครงสร้างตติยภูมิขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของโครงสร้างทุติยภูมิ ตามกฎแล้วควอเทอร์นารีนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการรวมโมเลกุลหลายตัวเข้ากับโครงสร้างตติยภูมิ
โครงสร้างรองของโปรตีนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของกรดอะมิโนโดยใช้พันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ โครงสร้างรองประเภทหลักๆ ได้แก่
- α-helix เมื่อพันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างกรดอะมิโนในสายโซ่เดียวกัน
- แผ่น β (ชั้นพับ) เมื่อมีพันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างสายโซ่โพลีเปปไทด์ต่างๆ ที่วิ่งเข้ามา ทิศทางที่แตกต่างกัน(ตรงกันข้าม)
- พื้นที่ที่ไม่เป็นระเบียบ
โปรแกรมคอมพิวเตอร์ใช้ในการทำนายโครงสร้างรอง
โครงสร้างระดับตติยภูมิหรือ "พับ" เกิดขึ้นจากอันตรกิริยาของโครงสร้างทุติยภูมิและมีความเสถียรโดยพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์ ไอออนิก ไฮโดรเจน และปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ โปรตีนที่ทำหน้าที่คล้ายคลึงกันมักจะมีโครงสร้างระดับอุดมศึกษาที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างของการพับคือ β-barrel โดยที่ β-sheets ถูกจัดเรียงเป็นวงกลม โครงสร้างระดับตติยภูมิของโปรตีนถูกกำหนดโดยใช้การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์
ชั้นเรียนที่สำคัญโปรตีนโพลีเมอร์ประกอบด้วยโปรตีนไฟบริลลาร์ ซึ่งรู้จักกันเป็นอย่างดีคือคอลลาเจน
ในโลกของสัตว์ โปรตีนมักทำหน้าที่เป็นโพลีเมอร์ที่สร้างโครงสร้าง โพลีเมอร์เหล่านี้สร้างขึ้นจากกรดอะมิโน 20 ตัว กรดอะมิโนที่ตกค้างเชื่อมโยงกับโปรตีนโมเลกุลขนาดใหญ่โดยพันธะเปปไทด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของคาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน
โพลีแซ็กคาไรด์
สารโพลีแซ็กคาไรด์ที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ขึ้นประกอบด้วย ปริมาณมากโมโนแซ็กคาไรด์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก โพลีแซ็กคาไรด์มักไม่ละลายในน้ำ สิ่งเหล่านี้มักเป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่มากและแตกแขนง ตัวอย่างของโพลีแซ็กคาไรด์ที่สังเคราะห์โดยสิ่งมีชีวิต ได้แก่ สารกักเก็บแป้งและไกลโคเจนตลอดจนโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีโครงสร้าง - เซลลูโลสและไคติน เนื่องจากโพลีแซ็กคาไรด์ทางชีวภาพประกอบด้วยโมเลกุลที่มีความยาวต่างกัน แนวคิดเรื่องโครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิจึงใช้ไม่ได้กับโพลีแซ็กคาไรด์
ในโลกของสัตว์นั้น โพลีแซ็กคาไรด์ถูก “ใช้” โดยแมลงและสัตว์ขาปล้องเท่านั้นเพื่อเป็นตัวรองรับโพลีเมอร์ที่สร้างโครงสร้าง ส่วนใหญ่แล้วไคตินจะถูกใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ ซึ่งทำหน้าที่สร้างสิ่งที่เรียกว่าโครงกระดูกภายนอกในปู กั้ง และกุ้ง จากไคติน ดีอะซิติเลชั่นผลิตไคโตซาน ซึ่งแตกต่างจากไคตินที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งสามารถละลายได้ในสารละลายน้ำของกรดฟอร์มิก อะซิติก และกรดไฮโดรคลอริก ในเรื่องนี้ และเนื่องจากคุณสมบัติอันมีคุณค่าที่ซับซ้อนรวมกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ไคโตซานจึงมีแนวโน้มที่ดีสำหรับการใช้งานจริงในวงกว้างในอนาคตอันใกล้นี้
แป้งเป็นหนึ่งในโพลีแซ็กคาไรด์ที่ทำหน้าที่เป็นสารอาหารสำรองในพืช หัว ผลไม้ เมล็ดพืช มีแป้งมากถึง 70% พอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่ในสัตว์คือไกลโคเจน ซึ่งส่วนใหญ่พบในตับและกล้ามเนื้อ
ความแข็งแรงของลำต้นและลำต้นของพืช นอกเหนือจากโครงกระดูกของเส้นใยเซลลูโลสแล้ว ยังถูกกำหนดโดยเนื้อเยื่อพืชที่เกี่ยวพันกัน ส่วนสำคัญในต้นไม้คือลิกนิน - มากถึง 30% โครงสร้างของมันยังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างแม่นยำ เป็นที่ทราบกันดีว่านี่เป็นโพลีเมอร์ไฮเปอร์แบรนช์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างต่ำ (M γ 104) ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากสารตกค้างฟีนอลแทนที่ใน ออร์โธ-กลุ่มตำแหน่ง -OCH 3, นิ้ว คู่- ตำแหน่งของกลุ่ม -CH=CH-CH 2 OH ปัจจุบันลิกนินจำนวนมากถูกสะสมเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมไฮโดรไลซิสเซลลูโลส แต่ปัญหาในการกำจัดยังไม่ได้รับการแก้ไข ถึง องค์ประกอบสนับสนุนเนื้อเยื่อพืชรวมถึงสารเพคตินและโดยเฉพาะ
ในบรรดาสัตว์ที่มีขนซึ่งเคยชินกับสภาพในประเทศของเรา มีการนำเข้าสัตว์ต่อไปนี้จากอเมริกาเหนือ:
หนูมัสคแร็ต; -
มิงค์อเมริกัน -
แรคคูน; -
นูเตรีย;
สุนัขแรคคูน
ตัวแทนของลำดับที่เท่าเทียมกันอาจมีอยู่บนแขนขา:
ห้านิ้ว;
สี่นิ้ว; -
สามนิ้ว; -
สองนิ้ว;
หนึ่งนิ้ว -
ค้างคาว(ตัวแทนของคำสั่ง Chiroptera) สามารถกินได้เมื่อ:
น้ำหวาน; -
แมลง; -
ผลไม้; -
ปลา; -
เลือดของคนและสัตว์ -
สิ่งต่อไปนี้สามารถถ่ายทอดจากแม่สู่ทารกในครรภ์ผ่านทางรก:
เซลล์เม็ดเลือดแดง
ลิมโฟไซต์;
แอนติบอดี; -
ฮอร์โมน; -
แบคทีเรีย. -
กระดูกปฐมภูมิ (ที่มีการสร้างกระดูกส่วนปลาย) ได้แก่:
ท่อน;
รัศมี;
ทาร์ซัส;
กระดูกข้างขม่อม; -
กระดูกอก
กระดูกขมับของมนุษย์:
เป็นที่นั่งกระดูกของอวัยวะการได้ยิน -
เป็นภาชนะรองรับกระดูกของอวัยวะแห่งการทรงตัว -
มีช่องทางที่หลอดเลือดผ่าน -
มีช่องทางที่เส้นประสาทผ่าน -
สร้างข้อต่อกับกรามล่างและเชื่อมต่อกับกระดูกโหนกแก้ม -
ในบรรดากรดอะมิโนเหล่านี้พวกมันให้ประจุบวกแก่โปรตีน:
อาร์จินีน; -
เมไทโอนีน;
ไลซีน; -
ฮิสติดีน; -
ไอโซลิวซีน
นิวคลีโอไซด์อาจรวมถึง:
พิวรีน; -
น้ำตาล; -
ดีออกซีไรโบส; -
กรดฟอสฟอริก
กรดไขมัน
บุคคลต่อไปนี้สามารถทำหน้าที่เป็นผู้ดูแลข้อมูลทางพันธุกรรมได้:
DNA แบบเกลียวคู่ -
DNA สายเดี่ยว -
RNA แบบเกลียวคู่; -
RNA แบบเส้นเดี่ยว -
ดีเอ็นเอแบบวงกลม -
ในกระบวนการพัฒนาและชีวิต พวกเขาต้องการออกซิเจน:
แบคทีเรียกรดอะซิติก -
คลอสตริเดีย;
พยาธิตัวกลม; -
ข้าว; -
แชมปิญง -
ฮอร์โมนของมนุษย์สามารถ:
เปปไทด์; -
อนุพันธ์ของกรดอะมิโน -
อนุพันธ์ของสเตียรอยด์ -
อนุพันธ์ กรดไขมัน; +
อนุพันธ์ของคาร์โบไฮเดรต
พลังงานจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนตามปกติ:
เอทีพี; -
จีทีพี; -
ไอทีเอฟ;
UTF;
ซีทีเอฟ.
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่สร้างขึ้น:
อ. โคลด;
บี บอริเออร์; -
อี. รุสก้า; -
เอ็ม. นอล; -
อ. คาร์เรล.
การเพิ่มขึ้นของอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะนำไปสู่:
เพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจน
เพิ่มความเข้มของแสง
เพิ่มความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ในเซลล์
เพิ่มไดคลอโรฟีนิลไดเมทิลยูเรีย
การลดความเข้มข้นของโอโซนในบรรยากาศ -
ขณะหายใจเข้า:
กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายนอกหดตัวและกะบังลมเคลื่อนตัวลง -
เฉพาะกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายในหดตัวและกะบังลมเคลื่อนตัวลง
กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายในหดตัวและกะบังลมเพิ่มขึ้น
มีเพียงกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายนอกที่หดตัว และกะบังลมจะยกขึ้นด้านบน
ในผู้ที่ได้รับการฝึกทางร่างกายเปรียบเทียบกับผู้ที่ไม่ได้รับการฝึก:
อัตราการเต้นของหัวใจสามารถเข้าถึงค่าที่สูงกว่า
เอาท์พุตของหัวใจมากขึ้น -
ความต้านทานเชิงกลของหลอดเลือดสูงขึ้น
ปริมาตรกระเป๋าหน้าท้องด้านซ้ายและปริมาตร diastolic มีขนาดเล็กลง
Osteons ตั้งอยู่ตั้งฉากกับแกนตั้งในกระดูก:
แบน;
เป็นรูพรุน; -
ท่อ;
เป็นท่อและเป็นรูพรุน
เมื่อระบบประสาทซิมพาเทติกถูกกระตุ้น:
การหดตัวของหัวใจช้าลงและอ่อนลง
การเคลื่อนไหวของลำไส้เพิ่มขึ้น
ปริมาณน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้น
หลอดลมแคบลง -
ในความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบริเวณใกล้เคียงภูเขาไฟ การปะทุของภูเขาไฟเป็นปัจจัยหนึ่ง:
ภูมิอากาศ;
orographic (ปัจจัยบรรเทา);
ทางธรณีวิทยา; -
ยาปฏิชีวนะ
หน่วยย่อย 40S ขนาดเล็กของไรโบโซมยูคาริโอตประกอบด้วย:
1 โมเลกุลอาร์เอ็นเอ -
โมเลกุลอาร์เอ็นเอ 2 อัน
3 โมเลกุลอาร์เอ็นเอ;
อาร์เอ็นเอ 4 โมเลกุล
ระยะห่างระหว่างนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA (รูปแบบ B):
3.4 นาโนเมตร;
2 นาโนเมตร;
10 นาโนเมตร
ลักษณะฟอสซิลพรีแคมเบรียน - สโตรมาโตไลต์ - ได้แก่:
ฟองน้ำรูปแบบฟอสซิล
ชุมชนของไซยาโนแบคทีเรียแบบแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน
การก่อตัวที่เกิดจากการสะสมของเกลือแคลเซียมเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียอะโนแบคทีเรีย
การก่อตัวที่เกิดจากการสะสมของเกลือแคลเซียมใต้พื้นผิวของแผ่นไซยาโนแบคทีเรีย -นับเป็นครั้งแรกที่มีการนำแนวคิดเรื่องครอบครัวมาเป็นหมวดหมู่อนุกรมวิธานโดย:
ซี. ดาร์วิน;
เค. ลินเนียส;
อ. จูสซิเออร์; -
เจ. คูเวียร์.ไมโครทูบูลในเซลล์ อย่าเข้าร่วมในกระบวนการ:
การสั่นสะเทือนของ flagella และ cilia;
การเคลื่อนไหวของโครมาทิด
การดูดซึม; -
การเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ตัวอย่างของกระบวนการเคลื่อนไหวที่ทำโดยไมโครฟิลาเมนต์ในเซลล์สัตว์ที่ไม่ใช่กล้ามเนื้อคือ:
การเคลื่อนไหวของการแจ้งสถานะ;
ไซโตไคเนซิส; -
การเคลื่อนไหวของโครโมโซมระหว่างไมโอซิส
การตีขนตาการรวมกรดอะมิโนธรรมชาติ 20 ตัวแบบสุ่มในโพลีเปปไทด์ที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 10 ตัวสามารถผลิตได้ประมาณ:
1,000 ชุด;
20,000,000,000 ชุด;
10,000,000,000,000 ชุด; -
100,000,000,000,000,000,000 ชุดค่าผสมพวกเขาไม่มีผนังเซลล์แข็ง:
ยีสต์;
เนื้อเยื่อกระดูก -
ใบเบิร์ช
บาซิลลัสวัณโรคการแบ่งส่วนการรีดิวซ์ (ไมโอซิส) เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของ:
สปอร์ของแบคทีเรีย
ซูสปอร์ Ulothrix;
ไฟทอปธอร่าซูสปอร์;
ข้อพิพาทของมาร์จันเทีย -เซลล์มีรูปร่างไม่คงที่:
โคไล;
ยูกลีนาสีเขียว
ไฟโบรบลาสต์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน -
เยื่อบุผิวการสังเคราะห์ไม่ใช่เรื่องปกติสำหรับเซลล์พืช:
ฟอสโฟลิปิด;
ไกลโคเจน; -
นิวคลีโอไทด์;
กรดอะมิโนในบรรดาโพลีเมอร์ชีวภาพที่ระบุไว้ มีโครงสร้างแยกย่อยดังต่อไปนี้:
ดีเอ็นเอ;
อาร์เอ็นเอ;
โปรตีน;
โพลีแซ็กคาไรด์ -รหัสพันธุกรรมคือ:
ชุดยีนของเซลล์
ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน
การแสดงออกทางพันธุกรรม
ระบบบันทึก ข้อมูลทางพันธุกรรม. +นิวเคลียสสามารถสังเกตได้:
ระหว่างไมโอซิส;
ในเม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ระหว่างการตายของเซลล์;
ระหว่างการเจริญเติบโต เซลล์พืช. +ซัลเฟอร์เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนต่อไปนี้:
ซีรีน;
ฮิสติดีน;
เมไทโอนีน; -
ทริปโตเฟนATP ไม่ได้เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ:
ไกลโคไลซิส;
การหายใจระดับเซลล์
โฟโตฟอสโฟรีเลชั่น;
การหายใจด้วยแสง -ยีนพูลเรียกว่า:
จำนวนทั้งสิ้นของจีโนไทป์ของบุคคลทุกคนในประชากร -
จำนวนทั้งสิ้นของยีนทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต
จำนวนทั้งสิ้นของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของบุคคลทุกคนในประชากร
จำนวนทั้งสิ้นของสัญญาณทั้งหมด (ภายนอก, ลักษณะโครงสร้าง อวัยวะภายในฯลฯ) ของร่างกายPleiomorphism (pleomorphism) ของเชื้อราเป็นปรากฏการณ์:
ความสม่ำเสมอของพืชเห็ด
การปรากฏตัวของหลาย รูปแบบต่างๆการสร้างสปอร์ในเชื้อราประเภทหนึ่ง -
ไม่มีผนังเซลล์ในระยะแรกของการสร้างเซลล์ของเชื้อรา
การมีอยู่ของนิวเคลียสของพลอยด์ต่าง ๆ ในเส้นใยความจริงที่ว่า DNA ประกอบด้วยไทมีน ไม่ใช่ยูราซิล ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม เนื่องจาก:
ไทมีนสร้างพันธะไฮโดรเจนกับอะดีนีนมากกว่ายูราซิล
Uracil เป็นผลิตภัณฑ์จากการปนเปื้อนของไซโตซีนโดยธรรมชาติ -
สิ่งนี้ทำให้เอนไซม์ของเซลล์สามารถแยกแยะ DNA จาก RNA ได้
พันธะระหว่างไทมีนกับไรโบสนั้นแข็งแกร่งกว่าพันธะระหว่างยูราซิลกับไรโบสถึง 1.6 เท่าจากกระบวนการทางชีวเคมีที่มีชื่อเรียกว่า ไม่ธรรมดาสำหรับเซลล์พืช:
ไกลโคไลซิส;
ออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่น;
การหายใจด้วยแสง;
การสังเคราะห์ยูเรีย -กรดอะมิโนต่อไปนี้ในโปรตีนสามารถถูกฟอสโฟรีเลชั่นโดยโปรตีนไคเนส:
ลิวซีน;
ทริปโตเฟน;
ธรีโอนีน; -
วาลีนหากไกลโคไลซิสไม่ได้เริ่มต้นด้วยกลูโคสอิสระ แต่จากการสลายไกลโคเจนจากนั้นจะเกิดขึ้นในกระบวนการของมัน (ต่อ 1 กลูโคส):
1 โมเลกุลเอทีพี;
2 โมเลกุลเอทีพี;
3 โมเลกุลเอทีพี; -
เอทีพี 4 โมเลกุลตัวอ่อนของแอสซิเดียนที่ว่ายน้ำอย่างอิสระมีโนโตคอร์ดและท่อประสาท ในผู้ที่เป็นผู้ใหญ่ที่มีวิถีชีวิตแบบอยู่ประจำที่พวกเขาก็หายไป นี่คือตัวอย่าง:
ความเสื่อม; -
การปรับตัว;
การกำเนิด;
การถดถอยทางชีวภาพ ไม่สามารถใช้ได้ถึงปัจจัยวิวัฒนาการเบื้องต้น:
การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่
การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
ฉนวนกันความร้อน;
สเปค ตัวอย่างของ cenogenesis คือเหงือก:
ลูกอ๊อด; -
ฉลามแฮร์ริ่ง;
กั้ง;
ข้าวบาร์เลย์มุก เลือกข้อความที่ถูกต้อง:
- ความคล้ายคลึงกันในโครงสร้างของอวัยวะที่มองเห็น ปลาหมึกและสัตว์มีกระดูกสันหลังก็อธิบายว่า:
การบรรจบกัน; -
ความเท่าเทียม;
การปรับตัว;
เรื่องบังเอิญ
บ้านเกิดของแตงโม ( ส้ม
ลานาทัส) เป็น:
ฮินดูสถาน;
แอฟริกา; -
เอเชียกลาง;
อเมริกาใต้
การศึกษาแบบครอสโอเวอร์ใช้เพื่อ:
สร้างประสิทธิภาพการแยกโครโมโซมแบบแอนาเฟส
การสร้างระยะห่างทางกายภาพระหว่างยีน -
สร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีน
การกำหนดความถี่ของการกลายพันธุ์
Phenylketonuria (PKU) เป็นโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์แบบถอย ความน่าจะเป็นของการเกิด ปกติเด็กที่มีเฮเทอโรไซกัส หากทั้งพ่อและแม่มีเฮเทอโรไซกัสสำหรับลักษณะนี้ จะเป็น:
0;
1/2; +
2/3;
3/4.
รูปแบบชีวิตของพุ่มไม้คือ:
ลูกเกด;
บลูเบอร์รี่; -
คาวเบอร์รี่; -
มะยม;
สโตนเบอร์รี่ -
Roots สามารถทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:
การดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ -
การสังเคราะห์ฮอร์โมน กรดอะมิโน และอัลคาลอยด์ -
การขยายพันธุ์พืช; +
การสร้างไต -
การก่อตัวของใบ ไลเคนสามารถสืบพันธุ์ได้:
ส่วนของแทลลัส; -
เจ็บ; -
ไอซิเดีย; -
ข้อพิพาท; -
จ) เหง้า ผลเบอร์รี่ Paracarpous ตอนล่างมีลักษณะดังนี้:
มะยม; -
กระบองเพชร; -
กานพลู;
ดอกป๊อปปี้;
ตระกูลกะหล่ำ ลักษณะสัญญาณของตระกูลราตรี:
ใบไม้นั้นเรียบง่ายโดยไม่มีข้อกำหนด -
พืชล้มลุกพุ่มไม้ย่อยและพุ่มไม้และต้นไม้ในเขตร้อน -
ผลไม้เบอร์รี่หรือแคปซูล -
ช่อดอกช่อดอกขดคู่
สูตรดอกไม้ *H (5) L 5 T (5) P (2)
- เฟิร์นไม่มี:
ใบประกอบ -
เหง้า;
รากหลักสั้น -
รากที่บังเอิญ
รากด้านข้าง เซลล์ Triploid เกิดขึ้นระหว่างการสืบพันธุ์:
สาหร่ายสีน้ำตาล
มอส;
ไม้ดอก; -
สปอโรซัว;
แมง Vibrio cholerae เข้าสู่ร่างกายมนุษย์:
กับอาหารกับผักและผลไม้ที่ปนเปื้อน -
ด้วยน้ำ -
เมื่อหายใจ
เมื่อใช้เนื้อสัตว์หรือปลาที่ปรุงไม่ดี -
เมื่ออาหารปนเปื้อนมูลสัตว์ ช่องร่างกายทุติยภูมิคงอยู่ตลอดชีวิต:
หอย;
annelids; +
สัตว์ขาปล้อง;
คอร์ด; -
ไคโนเดิร์ม - ระบบประสาทในแมงจะมีรูปแบบ:
ท่อประสาท;
ปมประสาทสเตเลท; -
ปมประสาทหลายคู่
เส้นประสาทหน้าท้อง -
เซลล์ประสาทกระจัดกระจาย ในบรรดาแมงนั้นการพัฒนาด้วยการเปลี่ยนแปลงเป็นเรื่องปกติสำหรับ:
แมงมุม;
เห็บ; -
แมงป่อง;
คนทำหญ้าแห้ง;
Salpug. สมองน้อยได้รับการพัฒนาอย่างดีใน:
ปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
ปลาและนก -
สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลาน
สัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม + วางไข่เพียงครั้งเดียวในชีวิต:
ปลาสเตอร์เจียนสเตเลท;
ปลาแซลมอนสีชมพู -
ปลาซาร์ดีน;
ปลาไหลแม่น้ำ -
รัดด์ ในเต่ากระดองนิ่มตะวันออกไกล (Trionix) ซึ่งอาศัยอยู่ทั้งในน้ำและบนบก การแลกเปลี่ยนก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ผ่าน:
ปอด; -
ผิว; -
เหงือกภายนอก
เหงือกภายใน
เยื่อเมือกของปากและคอหอย + notochord ยังคงอยู่ตลอดชีวิตใน:
หอก; -
ฉลาม;
ปลาแลมเพรย์; -
ปลาสเตอร์เจียน; -
คอน แบคทีเรียทำให้เกิดโรค:
ไข้กำเริบ; -
ไข้รากสาดใหญ่; -
มาลาเรีย;
ทิวลาเรเมีย; -
โรคตับอักเสบ จาก ectoderm เกิดขึ้น:
ผม; -
ชั้นหนังแท้;
จอประสาทตา; -
ต่อมน้ำนม; -
เยื่อบุผิวปอด เส้นผ่านศูนย์กลางทางสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อ unipennate:
เป็นเครื่องบ่งชี้ความแข็งแกร่งของเธอ -
กำหนดขนาดของมัน
สอดคล้องกับพื้นที่หน้าตัดของเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมด -
สอดคล้องกับหน้าตัดในส่วนที่กว้างที่สุด
สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางทางกายวิภาคของมัน อวัยวะ (โครงสร้าง) ของมนุษย์ที่จับคู่ได้แก่:
ต่อมลูกหมาก;
กระดูกสฟินอยด์ของกะโหลกศีรษะ
หลอดเลือดดำ brachiocephalic; -
ถุงน้ำเชื้อ; -
รังไข่. - ข้อเข่าเกิดจากกระดูก:
ต้นขา; -
กระดูกหน้าแข้ง; -
เส้นใย;
รังสี;
สะบ้า + ประชากรแต่ละคนมีลักษณะโดย:
จำนวน; -
ความหนาแน่น; -
ระดับของฉนวน
ธรรมชาติของการกระจายเชิงพื้นที่ -
ชะตากรรมวิวัฒนาการที่เป็นอิสระ กลไกการแข่งขัน (การเป็นปรปักษ์) ในโปรคาริโอตอาจรวมถึง:
การดูดซึมสารอาหารเร็วขึ้น -
การปล่อยผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่เป็นพิษ -
ฟาโกไซโตซิส;
การก่อตัวของยาปฏิชีวนะ -
ข้อพิพาทด้านการศึกษา พืชที่ปลูกมีต้นกำเนิดจากศูนย์กลางต้นกำเนิดของอเมริกากลาง (อ้างอิงจาก N.I. Vavilov):
ข้าวสาลี;
ข้าวโพด; -
ข้าว;
ถั่วเหลือง;
ดอกทานตะวัน + จากโปรตีนที่ระบุชื่อ ฟังก์ชันการขนส่งสามารถทำได้โดย:
เฮโมโกลบิน; -
ไมโอโกลบิน;
เซรั่มอัลบูมิน; -
ไมโอซิน; -
ไคโมทริปซิน การพัฒนาของโรคโลหิตจางอาจเป็นผลมาจาก:
การกลายพันธุ์ของยีนโกลบิน -
การกลายพันธุ์ของยีนโปรตีนในเซลล์โครงร่าง -
การขาดธาตุเหล็ก -
การขาดวิตามิน -
หนอนพยาธิ; + เซลล์สามารถแบ่งตามไมโทซีสได้:
เดี่ยว; -
ซ้ำ; -
ทริปลอยด์; -
เตตราพลอยด์; -
เฮกซาพลอยด์ อันเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียไนตริไฟริ่งจึงเกิดสิ่งต่อไปนี้:
ไนเตรต; -
ไนไตรต์; -
เกลือแอมโมเนียหรือแอมโมเนียม
โมเลกุลไนโตรเจน N 2;
ไนตริกออกไซด์, NO. กระบวนการที่มีชื่อในไมโตคอนเดรียเกิดสิ่งต่อไปนี้:
ไกลโคไลซิส;
วงจรเครบส์; -
ออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่น; -
การถอดความ; -
ออกอากาศ. ในร่างกายมนุษย์การทำงานของฮอร์โมนนั้นดำเนินการโดยสารประกอบต่อไปนี้:
โปรตีนและเปปไทด์ -
อนุพันธ์ของกรดอะมิโน -
อนุพันธ์ของคอเลสเตอรอล -
อนุพันธ์ของกรดไขมัน -
อนุพันธ์ของนิวคลีโอไทด์ สาหร่ายเหล่านี้สามารถดูดซับสารอินทรีย์ได้ สิ่งแวดล้อม:
spirogyra และ fucus;
สไปโรไจราและยูโลทริกซ์;
คลาไมโดโมนาสและคลอเรลลา; -
สาหร่ายทะเลและ fucus เพื่อหยั่งรากพืชหน่อ ไม่รวม:
สีน้ำตาลขนาดเล็กและแอสเพน
หว่านพืชชนิดหนึ่งและพืชผักชนิดหนึ่ง;
ทะเล buckthorn และ toadflax;
ข้าวสาลีและดอกแดนดิไลอัน -
- นักพฤกษศาสตร์แบ่งเซลล์ออกเป็นเนื้อเยื่อและ prosenchymal ตาม:
ฟังก์ชั่น;
ต้นทาง;
รูปร่าง; -
ตำแหน่งในอวัยวะพืช
มนุษย์สังเคราะห์สารประกอบต่างๆ ที่มีลักษณะทางเคมีต่างกันจำนวนมากในสภาพห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่สำคัญที่สุดและสำคัญที่สุดสำหรับชีวิตของทุกระบบสิ่งมีชีวิตก็คือ เป็น และจะยังคงเป็นสารธรรมชาติ นั่นคือโมเลกุลเหล่านั้นที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายพันรายการภายในสิ่งมีชีวิตและมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานตามปกติ
ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า "โพลีเมอร์ชีวภาพ"
แนวคิดทั่วไปของโพลีเมอร์ชีวภาพ
ประการแรก ควรกล่าวว่าสารประกอบทั้งหมดนี้มีน้ำหนักโมเลกุลสูง โดยมีมวลสูงถึงหลายล้านดาลตัน สารเหล่านี้เป็นโพลีเมอร์จากสัตว์และพืชที่มีบทบาทสำคัญในการสร้างเซลล์และโครงสร้าง ทำให้เกิดการเผาผลาญ การสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจ โภชนาการ และการทำงานที่สำคัญอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตใด ๆ
เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปถึงความสำคัญของการเชื่อมโยงดังกล่าว โพลีเมอร์ชีวภาพเป็นสารธรรมชาติที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติซึ่งก่อตัวขึ้นในสิ่งมีชีวิตและเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเรา มีสารประกอบเฉพาะอะไรบ้าง?
โพลีเมอร์ชีวภาพของเซลล์
มีค่อนข้างมาก ดังนั้นโพลีเมอร์ชีวภาพหลักจึงมีดังต่อไปนี้:
- โปรตีน;
- โพลีแซ็กคาไรด์;
- กรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA)
นอกจากนี้ ยังรวมถึงโพลีเมอร์ผสมจำนวนมากที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของที่ระบุไว้แล้วด้วย ตัวอย่างเช่น ไลโปโปรตีน ไลโปโพลีแซ็กคาไรด์ ไกลโคโปรตีน และอื่นๆ
คุณสมบัติทั่วไป
สามารถระบุคุณสมบัติหลายประการที่มีอยู่ในโมเลกุลทั้งหมดที่อยู่ระหว่างการพิจารณาได้ ตัวอย่างเช่นต่อไปนี้ คุณสมบัติทั่วไปโพลีเมอร์ชีวภาพ:
- น้ำหนักโมเลกุลสูงเนื่องจากการก่อตัวของแมโครเชนขนาดใหญ่ที่มีกิ่งก้านในโครงสร้างทางเคมี
- ประเภทของพันธะในโมเลกุลขนาดใหญ่ (ไฮโดรเจน ปฏิกิริยาระหว่างไอออนิก แรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต สะพานไดซัลไฟด์ พันธะเปปไทด์ และอื่นๆ)
- หน่วยโครงสร้างของแต่ละโซ่เป็นหน่วยโมโนเมอร์
- Stereoregularity หรือไม่มีอยู่ในโครงสร้างของห่วงโซ่
แต่โดยทั่วไปแล้ว ไบโอโพลีเมอร์ทั้งหมดยังคงมีโครงสร้างและหน้าที่ต่างกันมากกว่าความคล้ายคลึงกัน
กระรอก
โมเลกุลโปรตีนมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พอลิเมอร์ชีวภาพดังกล่าวเป็นพื้นฐานของชีวมวลทั้งหมด ท้ายที่สุดแล้ว แม้แต่สิ่งมีชีวิตบนโลกก็มีต้นกำเนิดมาจากหยดโคเซอร์เวทซึ่งเป็นโปรตีน
โครงสร้างของสารเหล่านี้อยู่ภายใต้ลำดับโครงสร้างที่เข้มงวด พื้นฐานของโปรตีนแต่ละชนิดประกอบด้วยกรดอะมิโนที่ตกค้างซึ่งสามารถเชื่อมต่อกันโดยมีความยาวสายไม่จำกัด สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านการก่อตัวของพันธะพิเศษ - พันธะเปปไทด์ พันธะนี้เกิดขึ้นระหว่างธาตุทั้ง 4 ได้แก่ คาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน
โมเลกุลโปรตีนสามารถประกอบด้วยกรดอะมิโนจำนวนมาก ทั้งที่เหมือนกันและต่างกัน (หลายหมื่นตัวขึ้นไป) มีกรดอะมิโนอยู่ 20 ชนิดที่พบในสารประกอบเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม การผสมผสานที่หลากหลายของกรดอะมิโนเหล่านี้ทำให้โปรตีนเจริญรุ่งเรืองทั้งในด้านปริมาณและสายพันธุ์
โปรตีนโพลีเมอร์ชีวภาพมีโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน ดังนั้นตัวแทนแต่ละคนสามารถมีอยู่ในรูปแบบของโครงสร้างประถมศึกษา ทุติยภูมิ ตติยภูมิ หรือควอเทอร์นารี
สิ่งที่ง่ายที่สุดและเป็นเส้นตรงที่สุดคือสิ่งหลัก มันเป็นเพียงชุดของลำดับกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อถึงกัน
โครงสร้างรองมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากมาโครเชนโดยรวมของโปรตีนเริ่มหมุนวนและก่อตัวเป็นเทิร์น โครงสร้างมหภาคสองอันที่อยู่ติดกันนั้นถูกยึดไว้ใกล้กันเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างโควาเลนต์และไฮโดรเจนระหว่างกลุ่มของอะตอม มีเอนริเก้อัลฟ่าและเบต้าอยู่ในโครงสร้างรองของโปรตีน
โครงสร้างระดับตติยภูมิแสดงถึงโมเลกุลขนาดใหญ่หนึ่งโมเลกุล (สายโซ่โพลีเปปไทด์) ของโปรตีนที่ม้วนเป็นลูกบอล เครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากภายในโกลบูลที่กำหนดทำให้มันค่อนข้างเสถียรและรักษารูปร่างที่ยอมรับได้
โครงสร้างควอเทอร์นารีคือสายโซ่โพลีเปปไทด์หลายเส้นขดและบิดเป็นลูกบอล ซึ่งก่อให้เกิดพันธะหลายประเภทระหว่างกัน โครงสร้างทรงกลมที่ซับซ้อนที่สุด
หน้าที่ของโมเลกุลโปรตีน
- ขนส่ง. ดำเนินการโดยสิ่งที่รวมอยู่ในระบบพลาสม่า พวกมันก่อตัวเป็นช่องไอออนซึ่งโมเลกุลบางชนิดสามารถผ่านไปได้ นอกจากนี้โปรตีนหลายชนิดยังเป็นส่วนหนึ่งของออร์แกเนลล์การเคลื่อนไหวของโปรโตซัวและแบคทีเรียดังนั้นจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเคลื่อนไหวของพวกมัน
- โมเลกุลเหล่านี้ทำหน้าที่พลังงานอย่างแข็งขัน โปรตีนหนึ่งกรัมในระหว่างการเผาผลาญจะผลิตพลังงานได้ 17.6 กิโลจูล ดังนั้นการบริโภคผลิตภัณฑ์จากพืชและสัตว์ที่มีสารประกอบเหล่านี้จึงมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต
- หน้าที่ของการสร้างคือการมีส่วนร่วมของโมเลกุลโปรตีนในการสร้างโครงสร้างเซลล์ส่วนใหญ่ ตัวเซลล์เอง เนื้อเยื่อ อวัยวะ และอื่นๆ โดยพื้นฐานแล้วเซลล์เกือบทุกเซลล์ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลเหล่านี้ (โครงกระดูกของไซโตพลาสซึม พลาสมาเมมเบรน ไรโบโซม ไมโตคอนเดรีย และโครงสร้างอื่นๆ มีส่วนร่วมในการก่อตัวของสารประกอบโปรตีน)
- ฟังก์ชั่นการเร่งปฏิกิริยาดำเนินการโดยเอนไซม์ซึ่งโดยธรรมชาติทางเคมีของพวกมันไม่มีอะไรมากไปกว่าโปรตีน หากไม่มีเอนไซม์ ปฏิกิริยาทางชีวเคมีส่วนใหญ่ในร่างกายคงเป็นไปไม่ได้เนื่องจากอยู่ในระบบของสิ่งมีชีวิต
- ฟังก์ชันตัวรับ (รวมถึงการส่งสัญญาณ) ช่วยให้เซลล์นำทางและตอบสนองอย่างถูกต้องต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทั้งทางกลและทางเคมี
ถ้าเราดูโปรตีนให้ลึกมากขึ้น เราก็สามารถระบุหน้าที่เล็กๆ น้อยๆ เพิ่มเติมได้ อย่างไรก็ตาม รายการที่อยู่ในรายการคือรายการหลัก
กรดนิวคลีอิก
พอลิเมอร์ชีวภาพดังกล่าวเป็นส่วนสำคัญของทุกเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นโปรคาริโอตหรือยูคาริโอต ท้ายที่สุดแล้ว กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยโมเลกุล DNA และ RNA (กรดไรโบนิวคลีอิก) ซึ่งแต่ละโมเลกุลเป็นส่วนเชื่อมโยงที่สำคัญมากสำหรับสิ่งมีชีวิต
โดยธรรมชาติทางเคมี DNA และ RNA เป็นลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนและสะพานฟอสเฟต นิวคลีโอไทด์ เช่น:
- อะดีนีน;
- ไทมีน;
- กัวนีน;
- ไซโตซีน;
- น้ำตาลห้าคาร์บอนดีออกซีไรโบส
RNA แตกต่างตรงที่ไทมีนจะถูกแทนที่ด้วยยูราซิล และน้ำตาลจะเปลี่ยนเป็นไรโบส
ต้องขอบคุณโครงสร้างโครงสร้างพิเศษที่ทำให้โมเลกุล DNA สามารถทำหน้าที่สำคัญหลายประการได้ ฟังก์ชั่นที่สำคัญ- RNA ยังมีบทบาทสำคัญในเซลล์อีกด้วย
หน้าที่ของกรดดังกล่าว
กรดนิวคลีอิกเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่มีหน้าที่ดังต่อไปนี้:
- DNA เป็นผู้รักษาและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ในโปรคาริโอตโมเลกุลนี้จะกระจายอยู่ในไซโตพลาสซึม B ตั้งอยู่ภายในนิวเคลียส คั่นด้วยคาริโอเลมมา
- โมเลกุล DNA ที่มีเกลียวคู่นั้นแบ่งออกเป็นส่วน ๆ - ยีนซึ่งประกอบเป็นโครงสร้างของโครโมโซม ยีนของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดก่อให้เกิดรหัสพันธุกรรมพิเศษ ซึ่งมีการเข้ารหัสคุณลักษณะทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต
- RNA มีสามประเภท - เทมเพลต, ไรโบโซมและการขนส่ง ไรโบโซมอลมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์และประกอบโมเลกุลโปรตีนบนโครงสร้างที่เหมาะสม เมทริกซ์และการขนส่งนำข้อมูลที่อ่านจาก DNA และถอดรหัสความหมายทางชีวภาพ
โพลีแซ็กคาไรด์
สารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโพลีเมอร์จากพืช ซึ่งพบได้เฉพาะในเซลล์ของตัวแทนพืช ผนังเซลล์ซึ่งมีเซลลูโลสอุดมไปด้วยโพลีแซ็กคาไรด์เป็นพิเศษ
โดยธรรมชาติทางเคมี โพลีแซ็กคาไรด์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ของคาร์โบไฮเดรตที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน อาจเป็นโครงสร้างเชิงเส้น เป็นชั้น หรือเชื่อมโยงข้าม โมโนเมอร์เป็นน้ำตาลธรรมดา 5 คาร์บอน ซึ่งมักจะเป็น 6 คาร์บอน ได้แก่ น้ำตาลไรโบส กลูโคส ฟรุกโตส มี คุ้มค่ามากสำหรับสิ่งมีชีวิตเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์เป็นสารอาหารสำรองสำหรับพืชและถูกย่อยสลายเพื่อปล่อยพลังงานจำนวนมาก
ความหมายของตัวแทนต่างๆ
โพลีเมอร์ชีวภาพ เช่น แป้ง เซลลูโลส อินนูลิน ไกลโคเจน ไคติน และอื่นๆ มีความสำคัญมาก เป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในสิ่งมีชีวิต
ดังนั้นเซลลูโลสจึงเป็นส่วนประกอบสำคัญของผนังเซลล์ของพืชและแบคทีเรียบางชนิด ให้ความแข็งแกร่งและรูปร่างที่แน่นอน ในอุตสาหกรรม มนุษย์ใช้มันเพื่อผลิตกระดาษและเส้นใยอะซิเตทที่มีคุณค่า
แป้ง-อะไหล่ สารอาหารพืชพรรณอันทรงคุณค่าอีกด้วย ผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับคนและสัตว์
ไกลโคเจนหรือไขมันสัตว์เป็นสารอาหารสำรองสำหรับสัตว์และมนุษย์ ทำหน้าที่ของฉนวนกันความร้อน แหล่งพลังงาน การป้องกันทางกล
พอลิเมอร์ชีวภาพผสมในสิ่งมีชีวิต
นอกจากที่เราพิจารณาแล้วยังมีชุดค่าผสมต่างๆ สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง- พอลิเมอร์ชีวภาพดังกล่าวเป็นโครงสร้างผสมที่ซับซ้อนของโปรตีนและไขมัน (ไลโปโปรตีน) หรือโพลีแซ็กคาไรด์และโปรตีน (ไกลโคโปรตีน) การรวมกันของไขมันและโพลีแซ็กคาไรด์ (ไลโปโพลีแซ็กคาไรด์) ก็เป็นไปได้เช่นกัน
พอลิเมอร์ชีวภาพแต่ละชนิดมีหลายสายพันธุ์ที่ทำหน้าที่สำคัญหลายประการในสิ่งมีชีวิต เช่น การขนส่ง การส่งสัญญาณ ตัวรับ การควบคุม เอนไซม์ การก่อสร้าง และอื่นๆ อีกมากมาย โครงสร้างของพวกมันมีความซับซ้อนทางเคมีมากและไม่ได้ถอดรหัสสำหรับตัวแทนทั้งหมด ดังนั้นหน้าที่ของพวกมันจึงยังไม่ถูกกำหนดอย่างสมบูรณ์ ทุกวันนี้มีเพียงสิ่งที่พบบ่อยที่สุดเท่านั้นที่รู้ แต่ส่วนสำคัญยังคงอยู่นอกขอบเขตความรู้ของมนุษย์