Основы молекулярной биологии. Часть 1: Молекулярная биология клетки - А.Н. Огурцов 2011
Нуклеиновые кислоты и белки
Комбинаторный характер молекулярного разнообразия
Подводя итог краткому рассмотрению химического строения живых организмов, можно сделать вывод, что колоссальное разнообразие живых организмов, наблюдающееся в природе, определяется не атомным, а молекулярным разнообразием, которое носит в основном комбинаторный характер (рисунок 113).
Рисунок 113 - Образование биополимеров и биомембран
Действительно, тысячи разнообразных больших и сложных молекул, входящих в состав живых организмов, построены лишь из 30 основных простых органических молекул, играющих роль строительных блоков:
✵ двадцать L-аминокислот,
✵ пять азотистых оснований (урацил, тимин, цитозин, аденин и гуанин),
✵ два сахара (D-глюкоза и D-рибоза),
✵ один азотсодержащий спирт (холин),
✵ одна 16-атомная насыщенная жирная кислота (пальмитиновая),
✵ один 3-атомный спирт (глицерол).
При этом в случае нерегулярных полимеров (белки и нуклеиновые кислоты), их разнообразие определяется разнообразием чередования нескольких типов мономеров, а в случае регулярных полимеров (полисахариды) - разнообразием химических связей между однотипными мономерами (рисунок 113).
Огромное разнообразие биологических молекул предопределяет ещё более значительное разнообразие взаимодействий между ними. Такое разнообразие имеет тенденцию к неограниченному росту из-за образования всё новых объектов в результате взаимодействия уже существующих, и, следовательно, комбинаторный принцип строения основных биологических веществ представляется совершенно необходимым для эволюции живых организмов, поскольку, вероятно, только таким образом может эффективно возникать новый материал для естественного отбора.
Вопросы для самоконтроля
1. Мономерами каких полимеров являются нуклеотиды?
2. Как называются мономеры, формирующие нуклеиновые кислоты?
3. В чем сходство и различие нуклеотидов и нуклеозидов?
4. Перечислите пиримидиновые нуклеиновые основания.
5. Перечислите пуриновые нуклеиновые основания.
6. Перечислите уотсон-криковские пары нуклеиновых оснований.
7. Перечислите принципы строения ДНК.
8. Какие формы строения спиралей ДНК вы знаете? Какая из них является основной? Чем отличаются В- и Z-формы спиралей ДНК?
9. Перечислите функции ДНК.
10. Чем отличаются ДНК и РНК?
11. Перечислите виды РНК.
12. Перечислите уровни упаковки ДНК в хромосому.
13. Как называются мономеры, из которых построены белки?
14. Перечислите основные компоненты молекулы аминокислоты?
15. Как называется единственная иминокислота, используемая в биосинтезе белков?
16. На какие группы подразделяются аминокислоты по принципу полярности радикала?
17. Перечислите неполярные аминокислоты.
18. Перечислите алифатические аминокислоты.
19. Перечислите ароматические неполярные аминокислоты.
20. Перечислите полярные незаряженные аминокислоты.
21. Что такое цвиттерион? Запишите цвиттерион аминокислоты.
22. Перечислите оксиаминокислоты.
23. Перечислите заряженные аминокислоты.
24. Перечислите отрицательно заряженные аминокислоты.
25. Перечислите положительно заряженные аминокислоты.
26. Какие белки называют полипептидами?
27. Запишите пептидную связь.
28. Какие аминокислоты называются заменимыми?
29. Перечислите заменимые аминокислоты.
30. Какие аминокислоты называются незаменимыми?
31. Перечислите незаменимые аминокислоты.
32. Какая аминокислота является частично заменимой и почему?
33.Что называется первичной структурой белка?
34. Какие связи обеспечивают стабильность первичной структуры белка?
35. Что называется вторичной структурой белка?
36. Какие взаимодействия обеспечивают стабильность вторичной структуры белка?
37. Что называется третичной структурой белка?
38. Какие взаимодействия обеспечивают стабильность третичной структуры белка?
39. Как образуются дисульфидные мостики?
40. Что называется четвертичной структурой белка?
41. Какие взаимодействия обеспечивают стабильность четвертичной структуры белка?
42. В чем сходство и различие понятий белок и полипептид?
43. Перечислите основные функции белка.