Матеріали для першого практичного заняття

1. Ази біохімії
 білки
 ліпіди
 вуглеводи
 нуклеїнові кислоти

2. Білки
 полімери
 складаються з мономерів – амінокислот
 мають найрізноманітнішу будову
 відповідно виконують найрізноманітніші
функції
 більшість функцій у клітині та в організмі
здійснюють білки
 структура закодована в ДНК
 синтезуються рибосомами

3. Амінокислоти – мономери
білків20 типів
усі мають
однакову
частину
виділена
кольором
частина
унікальна для
різних
амінокислот
послідовність
амінокислот у
білку
закодована в
ДНК і
визначає його
структуру та
функцію

4. Функції білків
 структурна – утворюють певні структури
 ферментативна – каталізують (прискорюють
хімічні реакції)
 рецепторна – вибірково та специфічно реагують
на певні сигнальні хімічні речовини (гормони,
медіатори, фактори росту та ін.)
 сигнальна – можуть бути сигнальними
речовинами (деякі гормони, медіатори, фактори
росту є білками)
 транспортна – зв'язують та переносять певні
речовини
 рухова – забезпечують м'язове скорочення
 захисна – антитіла

5. Структурні білки
 колаген та еластин – білки позаклітинного
простору сполучної тканини
 осеїн – білок позаклітинного простору
кісткової тканини
 кератин – формує волосся, нігті та інші
похідні шкіри
 гістони – зв'язують в ядрі еукаріотичних
клітин ДНК, запобігаючи її ушкодженню

6. Еластин
Показано, як еластинові нитки змінюють конфігурацію в розтягнутому та
розслабленому стані
Таке відбувається, наприклад, при розтяганні нашої шкіри

7. Ферменти
 прискорюють біохімічні реакції
 є необхідними для синтезу або розщеплення
різних хімічних речовин як всередині клітин так і
за її межами (наприклад, травні ферменти)
 в назвах часто є закінчення
-аза (наприклад, ДНК-полімераза – здійснює
синтез молекули ДНК)
 фермент зв'язує вихідну речовину (субстрат) і
перетворює її (або їх) на кінцевий продукт

8. Функції ферментів залежать
від їхньої структури
ДНК-полімераза здійснює
синтез молекули ДНК перед
клітинним поділом. Видно, що
молекула ферменту має
складну просторову
конфігурацію.
Червоним показано
фрагменти молекул
фермента, що укладені у
альфа-спіралі

9. Рецептор до серотоніну
розташування у мембрані
3D-модель
Активація цього рецептора
супроводжується зниженням
агресивності та імпульсивності,
зростанням соціальності, полегшення
статевого збудження. Синтетичні
речовини, які активують такі
рецептори, часто є
антидепресантами.

10. Сигнальна функція
 деякі гормони (тропні гормони
гіпофізу, вазопресин, окситоцин,
інсулін, глюкагон) є білками або
пептидами
 деякі нейротрансміттери мають
пептидну природу (нейропептиди)
 велика кількість регуляторних
сполук є білками – фактори росту,
транскрипційні фактори та ін.

11. Гормон росту
(соматотропний гормон)
На рисунку гормон росту
у вільному та зв'язаному
з рецептором стані
Він стимулює синтез
білка у клітинах різних
тканин, а відтак їх ріст
Нестача гормону росту у
дитини призводить до
карликовості; надмірна
його секреція – до
гігантизму

12. Транспортна функція
 зв'язування і перенесення деяких
речовин з кров'ю (гемоглобін +
кисень)
 перенесення через плазматичну
мембрану гідрофільних речовин
(наприклад, глюкози, амінокислот);
окремо слід відмітити йонні канали
– білки, які транспортують крізь
мембрану йони

13. Гемоглобін –
транспортування кисню в
еритроцитах крові
Білок складається з чотирьох субодиниць (по дві різного типу), містить
небілковий компонент – гем, до якого і приєднується молекула кисню.

14. Рухова функція
 забезпечують м'язове скорочення
(актин і міозин)
 забезпечують переміщення
структур всередині клітин (тубулін,
дінеїн, кінезін)

15. Кінезин
Молекула кінезину транспортує вздовж мікротрубочки (утвореної
тубуліном) мембранний пухирець

16. Антитіла – захисні імунні
білки
Антитіла дуже специфічно (вибірково) зв'язують антигени, нейтралізуючи їх

17. Вуглеводи
 можуть бути мономерними і
полімерними
 мономери класифікуються за
кількістю атомів Карбону: важливі
групи пентози (5) та гексози (6)
 дисахариди
 полісахариди

18. Мономерні вуглеводи
 пентози: рибоза і дезоксирибоза –
входять до складу нуклеотидів РНК та
ДНК
 гексози: глюкоза, галактоза та фруктоза –
є джерелом енергії та структурним
матеріалом
 гексози можуть утворювати дисахариди:
сахароза (ГЛЮ+ФРУ), лактоза
(ГЛЮ+ГАЛА) – харчовий та молочний
цукор

19. Полімерні вуглеводи
 глікоген – полімер
глюкози, виконує в
тваринних клітинах
запасальну функцію, за
необхідності може
швидко розщепитися до
глюкози; зберігається у
печінці та м'язах
 целюлоза, крохмаль,
хітин

20. Глюкоза
 основне джерело енергії для
окиснення з метою синтезу АТФ
(мітохондрії)
 мономер глікогену
 може використовуватися для
синтезу ліпідів та інших важливих
речовин (наприклад, вітаміну С)

21. Ліпіди
 різноманітні за будовою речовини
 спільна ознака – гідрофобність
 поділяються на прості і складні
 прості – жири (структурна, захисна,
енергетичні функції)
 складні – фосфоліпіди і стероїди

22. Фосфоліпіди
 утворюють основу
біологічних
мембран
 мають два довгі
гідрофобні хвости і
невелику
гідрофільну голівку
 через це товща
мембрани є
переважно
гідрофобною, тобто
непроникною для
гідрофільних
речовин (глюкоза,
неоганічні йони)

23. Стероїдні ліпіди
 хімічні похідні холестеролу
(холестерину)
 холестерол є важливим
компонентом біологічних
мембран
 стероїдні гормони: статеві
гормони, гормони кори
наднирників
 легко проникають через
мембрану, оскільки є
гідрофобними

24. Нуклеїнові кислоти
 РНК і ДНК
 полімери, що складаються з нуклеотидів
 забезпечують зберігання і передачу
(ДНК) та реалізацію (РНК) генетичної
інформації
 ДНК зберігається у ядрі, взаємодіє з
гістонами, формує хромосоми
 РНК утворюється в ядрі, функціонує
переважно у цитоплазмі

25. Нуклеотид
 залишок фосфатної
кислоти
 цукор: рибоза в РНК або
дезоксирибоза в ДНК
 нітратна основа: в ДНК
аденін, тимін, цитозин або
гуанін; в РНК аденін,
урацил, цитозин або гуанін
 РНК і ДНК нуклеотиди
відрізняються цукром і
набором нітратних основ
 на рисунку зображено
аденіловий РНК-нуклеотид
 нітратні основи та
відповідні нуклеотиди
скорочено позначаються
літерами АТГЦУ

26. АТФ
 аденозинтрифосфатна кислота
 є РНК-нуклеотидом, але містить не один, а три
залишки фосфатної кислоти
 універсальне джерело енергії в клітині: її
розщеплення дає велику кількість енергії
 найбільша частина утворюються внаслідок
окиснення хімічних речовин в мітохондріях;
також може утворюватися при безкисневому
розщепленні глюкози

27. Полінуклеотидний ланцюг
Залишки цукру одного нуклеотида з'єднуються з залишками фосфатної
кислоти іншого, формуючи ланцюги. Нітратні основи при цьому "стирчать" в
бік

28. Молекула ДНК
 складається з двох ланцюгів
 ланцюги утворюють спіраль
 нуклеотиди утворюють
комплементарні пари:
напроти А одного ланцюга в
іншому завжди Т; напроти Г
завжди Ц
 тому структура одного
ланцюга однозначно
визначає структуру іншого
ланцюга, що має важливе
значення для збереження
інформації (резервна копія)

29. Молекула РНК
 рибосомальні, рРНК входять до складу
рибосом
 матричні, мРНК (або інформаційні, іРНК)
є матрицею для біосинтезу білка за
участю рибосом
 транспортні, тРНК переносять до місця
синтезу білка (тобто до рибосом)
амінокислоти
 на відміну від ДНК, РНК клітин є
одноланцюговими молекулами

30. РНК
Деякі ділянки
молекул РНК здатні
формувати
дволанцюгові
фрагменти (за
рахунок принципу
комплементарності)
Завдяки цьому
молекули РНК
можуть набувати
різних просторових
конфігурацій, проте
така їхня здатність є
більш обмеженою в
порівнянні з білками

31. Транскрипція
 процес синтезу РНК на матриці ДНК
 відбувається за принципом
комплементарності: напроти Г молекули
ДНК в РНК включається Ц, напроти Ц – Г,
напроти А – У (замість Т), напроти Т – А;
А→У, Т →А, Г →Ц, Ц →Г
 отже, структура ДНК визначає структуру
РНК
 процес здійснюється ферментом РНК-
полімеразою

32. Реплікація
 процес подвоєння молекули ДНК
 два ланцюги розплітаються, до кожного з
них за принципом комплементарності
добудовується другий
 в результаті утворюються дві молекули з
ідентичною структурою
 відбувається перед клітинним поділом
 здійснюється ферментом ДНК-
полімеразою