Головна

Молекулярно-генетичний (субклітинний) рівень

  1. I.3.2. Конституційний рівень психіки
  2. IV. Вихідний рівень знань.
  3. IV. Вихідний рівень знань.
  4. IV. Вихідний рівень знань.
  5. IV. Вихідний рівень знань.
  6. IV. Вихідний рівень знань.
  7. IV. Вихідний рівень знань.

У складі "живого речовини" основні функції виконують органічні молекули - Хімічні сполуки на основі вуглецю. Мінеральні речовини - вода, солі, кисень, оксиди і ін., Хоча і складають понад 80% маси організму, виконують в основному роль проміжних метаболітів і середовища, в якій працюють органічні молекули.

Прості органічні молекули (Органічні кислоти, цукру) представляють собою елементи первинного синтезу, наприклад глюкоза (C6H12O6) Як продукт фотосинтезу у рослин, а у тварин це продукти розкладання їжі або проміжного обміну більш складних органічних молекул. Прості органічні молекули вже можуть бути виконавцями деяких життєвих функцій (глюкоза як джерело енергії, деякі амінокислоти в якості сигнальних молекул). Однак їх основний потік прямує на синтез більш складних з'єднань - органічних макромолекул. Макромолекулами називають дуже великі (високомолекулярні), зазвичай полімерні (багатоланкові) з'єднання. Органічні молекули, як прості, так і складні, в тісній взаємодії з водою і солями утворюють хімічну основу клітин. Багато з них входять також до складу міжклітинної речовини (плазма крові, основна речовина сполучної тканини, хряща, кістки). Таким чином, специфічний хімічний склад, що включає макромолекулярні органічні речовини, - найважливіша відмінність живої матерії від неживої.

В живих організмах розрізняють чотири типи органічних речовин: вуглеводи, ліпіди, білки і нуклеїнові кислоти.

вуглеводибувають прості і складні (рис. 2.2 - вуглеводи). До простих вуглеводів ставляться моносахариди (Вже згадана 6-вуглецева глюкоза, подібна до неї фруктоза). Складні вуглеводи - це з'єднання з двох або більше моносахаридів. так, дисахариди (Сахароза, мальтоза, лактоза) складаються з двох мономерів, подібних глюкози, а полісахариди утворені сотнями і тисячами з'єднаних моносахаридів. Деякі полісахариди виконують опорну функцію: целюлоза (клітковина) - в клітинних стінках рослин, хітин - у ракоподібних, комах, грибів. В основному ж вуглеводи виконують енергетичну функцію, т. Е. Використовуються як "паливо" для отримання енергії: глюкоза і її полімери - крохмаль, глікоген.

ліпіди - Це жири і жироподібні речовини. Ліпідна молекула складається з полярної "головки" - видозміненій молекули гліцерину, часто з включенням фосфорної кислоти, і прикріплених до неї двох-трьох "хвостів" - вуглеводневих ланцюжків жирних кислот (див. Рис. 2.2 - ліпіди). Головки гідрофільних, т. Е. Притягають воду, а хвости, навпаки, гідрофобні - воду відштовхують, тому два шари ліпідних молекул, звернені один до одного гідрофобними поверхнями, утворюють водо- і іононепроніцаемую плівку - мембрану. Біліпідний мембрана, збагачена білками і вуглеводами, утворює основу поверхневого апарату клітини (плазматична мембрана); мембранне будова мають також багато клітинні органели. Ліпіди, як і вуглеводи, містять в собі багато енергії, легко розщеплюються і тому використовуються в енергетичному обміні.

Мал. 2.2. Структура основних макромолекул клітини

білки (Або протеїни) - Основні біополімери, вони виконують більшість життєвих функцій. Білкова ланцюг, поліпептид, складена з великого числа (50-100-500 і більше) мономерів - амінокислот (Рис. 2.2 - білки). Є 20 різновидів амінокислот, що розрізняються своєю активною групою - радикалом. Їх чергування в молекулі білка не має будь-якої періодичності, але строго визначено для кожного виду білка, як визначено порядок букв в словах нашої мови. Оскільки 20 "букв-амінокислот" в білках різного типу шикуються в самих різних комбінаціях, різноманітність білків при довжині ланцюгів в 100-300 амінокислот може бути нескінченно великим. Цей структурний різноманітність і дає можливість білкам виконувати дуже різні функції.

нуклеїнові кислоти (Від лат. nucleus - Ядро) вперше були виділені з клітинних ядер і являють собою найбільші, дуже довгі полімерні макромолекули. розрізняють рибонуклеїнової кислоту (РНК) и дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). РНК - одноланцюговий полімер, ДНК - дволанцюжкові. Мономерами в обох випадках є досить складні молекули - нуклеотиди (Рис. 2.2 - нуклеїнові кислоти; наведені лише "скелети" цих формул). Як амінокислоти в білках розрізняються своїми радикалами, так і нуклеотиди в нуклеїнових кислотах відрізняються один від одного будовою азотистих основ. У ДНК це аденін (А), гуанін (Г), тимін (Т) і цитозин (Ц), в РНК ті ж підстави, тільки замість тиміну присутній подібний до нього урацил (У).

Уже в самій структурі молекули ДНК, при її відтворенні (реплікація), а також при синтезі РНК (транскрипція) використовується відомий принцип комплементарності, Або структурно-хімічної додатковості, Згідно з яким нуклеотиди паралельних ланцюгів взаємодіють по схемі: А-т (У), Г-Ц. Саме завдяки принципу комплементарності ДНК здатна зберігати і передавати інформацію про структуру клітинних білків, а РНК сприяє її реалізації в момент синтезу нових білків. Фрагмент молекули ДНК, що кодує структуру однієї молекули білка (полипептида), становить одиницю спадковості - одинген.

Макромолекули різного типу зазвичай об'єднуються в молекулярні комплекси, З яких, в свою чергу, утворюються відокремлені робочі структури клітини, звані (за аналогією з органами складного організму) органоидами, або органеллами. Відповідно до цього ми виділяємо надмолекулярних і Органоїдність підрівні організації. Так, рибосоми виробляють в клітинах синтез різноманітних білків. Хромосоми - мікроскопічні тільця, утворені молекулами ДНК в зв'язці з регуляторними білками, є сховищем генів і забезпечують їх дозовану активність. Мітохондрії і пластиди задіяні в енергетичному обміні. Зауважимо, що макромолекули, надмолекулярні комплекси, хромосоми, клітинні органели відповідають за окремі властивості життя: синтези, спадковість, енергетичний обмін і ін. Але, взяті окремо, ці властивості ще не уявляють того цільного явища, яке називається життям, та й проявляються вони тільки в системі цілісної клітини.

До молекулярно-генетичним рівнем організації слід віднести і віруси, які вважаються неклітинні формами життя, Так як не мають клітинної будови. Віруси - це найдрібніші (0,02-0,2 мкм) частинки, що містять генетичний матеріал (ДНК або РНК) і білкову оболонку. У вірусів відсутні багато життєзабезпечуючі структури, тому поза клітиною вони не здатні розмножуватися, синтезувати білки, засвоювати енергію. Вірус "оживає" і розмножується, тільки потрапляючи всередину клітини-господаря (бактерії, гриба, рослини чи тварини, а також і людини).

Таким чином, окремі молекулярно-генетичні структури, включаючи віруси, і навіть клітинні органели не забезпечують того критичного рівня складності, який можна було б назвати повноцінним життям. Для створення закінченої живої системи потрібне підвищення рівня складності ще на один щабель.

 




Анісімов, А. п. | Що вивчає біологія | Гуманітарне значення біології | Технологічне значення біології | Медико-біологічні задачі | методи біології | Концепція саморегуляції та сталого розвитку живих систем | Концепція сталого розвитку біосфери і екологічної безпеки | Системна організація життя | Рівні організації живої матерії |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати