Контрольная работа по "Биохимии "

Министерство  образования Российской Федерации

Московский государственный  университет технологий и управления

 

 

 

Контрольная работа по биохимии № 1

 

 

 

                                                                Выполнил студент 3 курса

                                                                     Туркина Валерия Алексеевна

                                                          Специальность 260501

                             Номер зачетной книжки 003056

                                                                             Дата выполнения         12.02.09

  

 

 

 

 

 

Вариант 16

План контрольной  работы.

1. Незаменимые аминокислоты. Пути повышения пищевой ценности растительных белков.
2. ДНК – как носитель генетической информации. Нуклеотидный код.
3. Аэробная диссимиляция.
4. Список используемой литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Незаменимые аминокислоты.

Аминокислоты  являются основными составными частями  и строительными элементами белковой молекулы. Молекула белка построена  из 100 или более остатков аминокислот, ковалентно связанных в полимерные цепи. в человеческом организме 5 миллионов белков, причем ни один из белков человека не идентичен с белком какого-либо другого живого организма.

Несмотря на такое разнообразие белковых структур для их построения необходимы всего 22 аминокислоты, 9 из которых незаменимы, то есть должны поступать с пищей человека, они не синтезируются в организме человека, остальные аминокислоты могут образовываться в нашем организме из других аминокислот. Таким образом, необходимо обеспечивать адекватную поставку организму этих аминокислот соответствующим питанием с хорошо сбалансированным составом животных и растительных белков.

Важно принимать  аминокислоты с кофакторами, которыми обычно являются витамины, минеральные  соли или другие питательные вещества, которые помогают аминокислотам в ходе процессов метаболизма в организме человека. Также важно принимать аминокислоты в комплексе, а не просто какую-то одну аминокислоту, поскольку в действие аминокислот вовлечены сложные метаболические пути, для которых необходимы разные кофакторы и другие аминокислоты.

Большинство растительных белков, даже очень важных, содержит лишь незначительное число аминокислот – именно потому строгие вегетарианцы (не потребляющие даже яиц и молочных продуктов) могут испытывать дефицит аминокислот. Невозможно переоценить важность сбалансированного питания для обеспечения достаточного уровня всех незаменимых аминокислот.

Девять незаменимых для  человека аминокислот :

- гистидин (необходим  для детей)

- изолейцин

- лейцин

- лизин

- метионин

- фенилаланин

- треонин

- триптофан

- валин.

Организм в  состоянии строить белки только при наличии достаточных количеств  их всех. При отсутствии хотя бы одной  из этих кислот белки уже не синтезируются, а пища используется как источник энергии или сохраняется в жировых отложениях.

Значение аминокислот  не ограничивается их ролью в синтезе  тканевых белков.  Каждая из них выполняет  в организме свои особые функции, направленные на поддержание гомеостаза организма.

Пути повышения  пищевой ценности растительных белков.

Важный критерий пищевой ценности белков – доступность  аминокислот. Аминокислоты большинства  животных белков полностью высвобождаются в процессе пищеварения.

Белки растительного  происхождения перевариваются в  организме плохо, так как содержат много волокон и иногда ингибиторы протеаз (соя, горох). Существенный критерий ценности пищевого белка – аминокислотный состав. Чем больше в нем содержится аминокислот, тем полезнее данный белок для организма.

Белки растительного  происхождения не содержат всех необходимых для организма аминокислот и по их количественному составу значительно отличаются от белков животного происхождения. Поэтому растительные белки имеют для организма гораздо меньшую пищевую ценность, чем животные.

Чтобы растительные белки хорошо усваивались организмом, нужно сочетать их и белками животного происхождения. Таким образом можно значительно увеличить пищевую ценность растительных белков. Например, добавление небольшого количества молока или мяса к хлебобулочным изделиям повышает их пищевые свойства.

Белковые продукты на основе сои являются идеальным  источником важных для организма  аминокислот, прекрасно дополняют  белки, содержащиеся в зерновых, и  способны полностью заменить животные продукты.

Если индивидуальные растительные белки часто уступают животным по пищевой ценности, то их смеси могут быть вполне эквивалентными и даже превосходить животные белки по этому показателю.

 Из различия  аминокислотного состава растительных  белков вытекает возможность  повысить их  пищевую ценность в результате смешения и совместного потребления белков, дополняющих друг друга по аминокислотному составу.

Биологическая ценность смесей белков растет по мере приближения их аминокислотного  состава к идеальному, адекватному  потребностям организма. В таких смесях реализуется эффекты взаимного обогащения различных белков, комплементарных друг другу по содержанию лимитирующих аминокислот. Эффекты взаимного обогащения и повышения пищевой ценности наблюдается как для смеси белков, так и для комбинаций продуктов, содержащих эти белки.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ДНК – как  носитель генетической информации.

Дезоксирибонуклеиновая  кислота  (ДНК) – один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках – долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.

В клетках эукариот (животных и растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых других клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеотид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей)  встречаются также автономные, преимущественно кольцевые,  молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК – содержащий вирус.

С химической точки  зрения, ДНК – это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков, нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счет дезоксирибозы и фосфатной группы. В подавляющем большинстве случаев макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали».

В ДНК встречаются 4 вида азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин, цитозин).

H2N                                                        

                                   N

          N            

               N

   N

   Аденин      H      

 

 

 

    О

                                   NH

          N                               NH2

               N

   N

   Гуанин       H      

                        О

                        NH

                              O

              N           

              Тимин         H

                        NH2

                        N

                              O

              N           

             Цитозин              H

 

 

Азотистые основания  одной из цепей  соединены с  азотистыми основаниями другой цепи водородными связями согласно принципу комплементарности: аденин соединяется только с тимином, гуанин – только с цитозином. Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных видах РНК, наиболее важными из них являются  информационные или матричные РНК – мРНК, рибосомальные – рРНК и транспортные – тРНК. Все эти виды РНК синтезируются вна матрице ДНК за счет копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, синтезируемой в процессе транскрипции и принимают участие в биосинтезе белков (процесс трансляции). Помимо кодирующей последовательности, ДНК клеток содержит последовательности, выполняющие регуляторные и структурные функции.

Повреждение ДНК (мутации). ДНК может повреждаться разнообразными мутагенами, к которым относятся окисляющие и алкилирующие вещества, а также высокоэнергетическая электромагнитная радиация – ультрафиолетовое и рентгеновское излучения. Тип повреждения ДНК зависит от типа мутагена. Например, ультрафиолет повреждает ДНК путем образования в ней димеров тимина, которые образуются при образовании ковалентных связей между соседними основаниями.

Многие молекулы мутагеном вставляются между  двумя соседними парами оснований. Для того, чтобы интеркалирующее  соединение могло поместиться между  основаниями, они должны разойтись, расплетая и нарушая структуру двойной спирали. Эти изменения мешают транскрипции и репликации, вызывая мутации. Поэтому интеркалирующие соединения часто являются канцерогенами.

Биологические функции. ДНК является носителем генетической информации , записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. С молекулами ДНК связаны два основополагающих свойства живых организмов – наследственность и изменчивость. В ходе процесса, называемого репликацией ДНК, образуются две копии исходной цепочки, наследуемые дочерними клетками при делении, таким образом образовавшиеся клетки оказываются генетически идентичны исходной.

Генетическая  информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции и трансляции.

Последовательность нуклеотидов «кодирует» информацию о различных видах РНК. Роль их в биосинтезе белков различна. мРНК содержит информацию о последовательности аминокислот в белке, рРНК служит основой для рибосом, тРНК доставляют аминокислоты к месту сборки белков – в активный центр рибосомы, «ползущей» по мРНК.

 

Нуклеотидный  код.

Нуклеотидный  код (генетический код), система «записи» наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот. Реализация генетического кода в клетке происходит в два этапа:

1. Синтез молекулы матричной, или информационной, мРНК на соответствующем участке ДНК; при этом последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотидную последовательность мРНК (транскрипция);

 

 

 

 

 

 

 

2. Синтез белка, при котором последовательность нуклеотидов мРНК переводится в соответствующую последовательность аминокислот (трансляция).

Впервые идея о  существовании генетического кода сформулирована А.Дауном и Г.Гамовым в 1952-54 годах, которые показали, что последовательность нуклеотидов, однозначно определяющая синтез той или иной аминокислоты, должна содержать не менее трех звеньев. Позднее было доказано, что такая последовательность состои из трех нуклеотидов, названных кодоном или триплетом.

Так как молекулы нуклеиновых кислот, на которых происходит синтез мРНК или белка, состоят из остатков только четырех разных нуклеотидов, кодонов, отличающихся между собой.

Все синтезируемые  в процессе трансляции белки построены  из остатков 20 аминокислот. Какой именно кодон ответственен за включение той или иной аминокислоты, можно определить по таблице, в которой буквы А,Г,У,Ц обозначают основания входящие в нуклеотиды (аденин, гуанин, урацил, цитозин): в вертикальном ряду слева – в первый нуклеотид кодона, в горизонтальном ряду справа – в третий.

Трехбуквенные сочетания, например, фен, сер, лей, - сокращенные  названия аминокислот. Прочерки в таблице означают, что три кодона – УАА, УАГ, УГА в нормальных условиях не кодируют какую-либо аминокислоту. Такие кодоны называются «бессмысленными», или нонсенс-кодонами. Они являются «сигналами» остановки синтеза полипептидной цепи.

В таблице представлены не все аминокислоты, встречающиеся  в белках. В ней нет гидроксипролина и гидроксилизина, содержащихся в коллагене; фосфосерина – компонента всех фосфопротеидов; иодпроизводных тирозина, содержащихся в тиреоглобулине; цистина, который часто встречается в белках, и некоторых других аминокислот. Все они – производные других аинокислот, которые кодируются мРНК. Они образуются в результате модификации белков, происходящей после трансляции.