Министерство образования Республики Беларусь
Международный государственный экологический университет имени А.Д. Сахарова
Мозырьский Государственный педагогический университет имени И.П.Шамякина
МОРОЗИК М. С., МОРОЗИК П.М., СИКОРСКИЙ В.Г.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
Учебно-методическое пособие по спецкурсу
для специальности 1 - 02 04 04 - 03 – «Биология. Охрана природы»
Минск, Мозырь
2010
Составители:
Морозик М.С., профессор кафедры экологической и молекулярной генетики МГЭУ имени А.Д. Сахарова, Морозик П.М., доцент кафедры экологической и молекулярной генетики МГЭУ имени А.Д. Сахарова, Сикорский В.Г., старший преподаватель кафедры биологии УО МГПУ им. И.П. Шамякина.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 5
Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ.. 6
1.1. Элементарный химический состав клетки. 6
1.2. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ.. 7
1.2.1. Нуклеиновые кислоты.. 7
1.2.2. Белки. 11
1.2.3. Углеводы.. 14
1.2.4. Липиды.. 16
Глава 2. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.. 18
2.1. Структура молекулы нуклеиновых кислот. 18
2.1.1. Структура ДНК.. 19
2.1.2. Структура РНК.. 22
2.1.3. Трансляция. 24
2.2. Строение хроматина. 27
2.2.1. Строение хроматина под обычным микроскопом.. 27
2.2.2. Строение хроматина под электронным микроскопом.. 28
2.2.3. Химический состав хроматина. 29
2.3. Молекулярная организация хромосом.. 29
2.3.1. ДНК.. 29
2.3.2. Гистоны.. 31
2.3.3. Негистоновые белки. 32
2.3.4. Уровни упаковки ДНК в хромосомах. 32
2.4. Строение хромосом и их функционирование. 34
2.4.1. Морфология хромосом.. 34
2.4.2. Политенные хромосомы.. 35
2.5. Синтез ДНК и РНК.. 36
2.5.1. Репликация ДНК.. 36
2.5.2. Транскрипция. 39
Глава 3 СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ
Глава 3. РИБОСОМЫ... 46
3.1 Структура рибосом.. 46
3.1.1. Морфология рибосом.. 46
3.1.2. Химический состав рибосом.. 48
3.1.3. Самосборка рибосом.. 50
3.1.4. Функции рибосом.. 51
Глава 4. СИНТЕЗ БЕЛКА.. 53
4.1 Постулаты матричной теории Крика. 53
4.2 Компоненты белоксинтезирующей системы.. 54
4.2.1. м-РНК.. 55
4.2.2. Рибосомы.. 56
4.2.3. АА-т-РНК.. 56
4.2.4. ГТФ.. 57
4.2.5. Белковые трансферные факторы.. 57
4.3. Функционирование рибосом.. 58
4.3.1. Инициация. 58
4.3.2.Элонгация. 60
Рис. 4.3 Элонгация полипептидной цепи. 60
1 – включение аа-т-РНК в А центр; 2 – образование пептидной связи; 3 – стадия транслокации. 60
4.3.3. Терминация. 61
4.4. Посттрансляционная модификация белков. 62
4.5. Синтез белков на экспорт и для различных целей внутриклеточного потребления. 62
В состав клетки входят практически все элементы периодической системы Менделеева, но в разном соотношении. На 98% клетка состоит из макроэлементов (C, H, O, N), до 1% составляют микроэлементы (S, P, K, Na, Fe, Mg, Ca), и менее 1% – ультрамикроэлементы (Cu, B, Mn и все остальные).
Без макроэлементов не может быть построена ни одна биологическая молекула. Так, углерод входит в состав всех органических соединений, вместе с водородом они формируют углеводороды. Углерод, водород и кислород входят в состав углеводов и всех остальных органических соединений. Азот же входит в состав только азотсодержащих органических молекул (из макромолекул – это белки и нуклеиновые кислоты).
Микроэлементы – тоже необходимый компонент каждой клетки и большинства биологических молекул. Сера входит в состав белков как компонент серосодержащих аминокислот. Например, в составе сульфгидрильных групп цистеина она играет важную роль в формировании третичной структуры белковых молекул, формируя дисульфидные мостики. Элемент фосфор играет важную роль при формировании промежуточного вещества костной ткани в виде фосфатов кальция, кроме того, это важный «скелетный» компонент ДНК и РНК (фосфорные «мостики», фосфодиэфирные связи); фосфаты важны при фотосинтезе, во многих метаболических процессах при взаимопревращении молекул; и, наконец, в процессах превращения и «консервации» энергии, входя в состав нуклеозидтрифосфатов, в частности АТФ (главное макроэргическое соединение клетки). Калий – важный компонент минерального питания растений, соотношение натрия и калия в клетке и во внутренней среде организма животных всегда поддерживается на определенном уровне (натрий-калиевый насос, проницаемость мембран). Как уже упоминалось, кальций и магний в виде фосфатов входят в состав костей, но, кроме того, кальций и магний участвуют во внутриклеточном метаболизме, в регуляции ферментативной активности, проницаемости мембран и множества других физиолого-биохимических процессов в клетках. Нельзя не упомянуть роль магния в структуре хлорофилла, железа – в гемоглобине, а меди – в гемоцианине – важнейших пигментах растительного и животного царства.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
