Az asszimiláció és a disszimiláció alapjaként önmegújító biológiai rendszerek
Minden élő szervezet képes az anyagcsere és a környezet a vastagbélben szívja fel a szükséges elemeket a táplálkozás és a felszabadító salakanyagokat. A ciklusban a legjelentősebb szerves anyagok válnak eljárásokkal számos és a pusztulás.
Az asszimiláció vagy műanyag anyagcsere - egy sor szintetikus reakciók megy az energiafelhasználás ATP. A folyamat során a asszimilációs szintetizált szerves anyagok szükséges sejt. Ez biztosítja a növekedés, fejlődés, frissítése és felhalmozását szervezet használják energiaforrásként. Élőlények szempontjából a termodinamika nyitott rendszer, azaz a. E. létezhet csak a folyamatos beáramlása energia kívülről. Asszimiláció egyensúlyban összege folyamatok disszimilációs (bomlás). Ilyen reakciók a fotoszintézis, fehérje bioszintézise és a DNS-replikáció.
Aminosavak -> Proteins
A glükóz -> poliszacharidok
Glicerin + zsírsav -> Zsírok
Nukleotidok -> Nukleinsavak
A másik oldalon a metabolizmus - disszimilációs eljárások, amelyek révén komplex szerves vegyületek bonthatók egyszerű vegyületek tehát elvesztették hasonlóságot a szervezet és felszabaduló anyagok tárolt energia az ATP szükséges a bioszintetikus reakciókat. Ezért is nevezik disszimilációs energia anyagcserét. A legfontosabb folyamatok energia metabolizmus légzés és az erjesztés.
Fehérjék -> Amino Acids
Poliszacharidok -> glükóz
Zsírok -> Glicerin + zsírsav
Nukleinsavak -> Nucleotides
Anyagcsere amely állandó kémiai összetétele és szerkezete minden része a szervezet, és ennek következtében - állandóságának működő egy folyamatosan változó környezetben.
Dezoxiribonukleinsav, a szerkezetét és tulajdonságait. DNS monomerek. Ways nukleotidok. Komplementer nukleotidok. Antiparalel polinukleotid lánc. Replikáció és javítás.
A szerkezetet oldottuk a DNS molekula által 1953-ban Watson-Crick-Wilkins. Ez a két spirálisan csavart anti-parallel (ellenkező végén 3 / audio áramkör található 5 / vége a másik) polinukleotid láncok. DNS monomerek nukleotidok. mindegyikének egy része ezek közül: 1) A dezoxiribóz; 2) foszforsav maradék; 3) egyike a négy nitrogéntartalmú bázisok (adenin, timin, guanin, citozin). ). A sejtek prokarióta szervezetek (baktériumok, archaea) cirkuláris vagy lineáris DNS-molekula, egy úgynevezett nukleoid. Ez csatlakozik a belsejében a sejtmembrán. DNS - egy hosszú polimer molekula, amely ismétlődő egységek - nukleotid. Nukleotidok vannak kapcsolva egy lánc révén egy foszforsav diészter kötésekkel közötti dezoxiribóz és egy maradékot foszforsav maradék egy másik nukleotid. Nitrogéntartalmú bázisok, és dezoxiribóz összekapcsolódva oldalán gyökök. hidrogénkötések között megállapított nitrogén-bázisok, a DNS-szálak (2 közötti A és T, a T 3 és C). Szigorú betartása nukleotidok egymással párosított láncainak DNS nevezik komplementaritást.
DNS javítása speciális funkciót sejtek az a képesség, hogy helyes kémiai károsodás és törés DNS-molekulák, a normál bioszintézis károsodott DNS-t a sejt vagy kitéve fizikai vagy kémiai ágensek. Speciális enzimrendszer a sejt. Számos öröklődő betegségek (pl. Xeroderma pigmentosum) társul károsodott javítási rendszerek. Mind a javítási rendszerek az alábbi összetevőket tartalmazzák:
DNS helikázok - enzim „ismeri” kémiailag módosított oldalak a láncban és végrehajtása közel a nyitott áramkör a sérülésektől; egy enzim, amely eltávolítja a sérült területet;
DNS polimeráz - egy enzim, amely szintetizálja a DNS-szálon megfelelő részével távoli csere;
DNS ligáz - enzim záró az utolsó láncszeme a polimer láncban, ezáltal csökkentve annak folytonosságát.
DNS-replikáció történik a szintézis során az interfázisban. Mind a két szál a „szülő” molekula szolgál templátként a „kiegészítő”. Replikációját követően, az újonnan szintetizált DNS-molekula tartalmaz egy „szülő” lánc, és a második - a „leány”, az újonnan szintetizált (semiconservative módszer). A mátrix szintézisét új DNS-molekula van szükség, hogy egy régi molekula volt despiralizovana és feszített. Replikáció kezdődik több helyen a DNS-molekula. Része a DNS-molekula a replikációs origót egymáshoz nazyvaetsyareplikonom kezdőpont. Prokarióta sejt tartalmaz egy replikont és az eukarióta - tartalmaz egy csomó Replikon. replikációs origó aktiválódik primerek (primerek) álló 100-200 bp. Az enzim DNS helikáz unwinds DNS és elválasztja anyai spirál menet 2, ahol a komplementaritás elvét a DNS-polimeráz enzim megy „lánya” DNS-szálat. Az enzim DNS topoizomeráz csavarják „lánya” a DNS-molekula. Minden replikon DNS-polimeráz lehet mozgatni mentén „szülő” menet csak egy irányban (3 / ⇒ 5 /). Így, a nukleotidok komplementer lánya szálak vannak ellentétes irányban (antiparallel). Lemásolják minden replikonokra egyszerre jelenik. Okazaki fragmensei és részei „leány” szálakat szintetizált különböző replikonok, varrott egy egyszálú ligáz enzimet. Replikáció jellemzi a félig konzervatív, antiparalel és szakaszos (Okazaki fragmensek).
repair mechanizmus jelenléte alapján a molekulában a két komplementer DNS-szál. Torzulása a nukleotidszekvencia egyikük detektáljuk specifikus enzimek. Ezután, a megfelelő rész eltávolítjuk, és helyére egy új, szintetizált DNS komplementer a második áramkör. Ez az úgynevezett kimetszés javítás, azaz A „kimetszés”. Úgy hajtjuk végre, mielőtt a következő replikációs ciklusa, ezért is nevezik doreplikativnoy.
Abban az esetben, ha kimetszés javítás rendszer nem megfelelő eredő változásokat a DNS egyik szála replikáció rögzítés során a változás, és ez lesz az ingatlan két DNS-szál. Ez vezet a cseréje egy pár nukleotid komplementer a másik, vagy a megjelenése diszkontinuitások (hézagok) az újonnan szintetizált szál ellen a módosított szakaszok. Postreplicative javítási úgy végezzük rekombinációval (cseréje fragmensek) két újonnan képződött kettős spirál DNS-t. Mintapéldák helyreállítása normális DNS szerkezet, amikor egy timin dimer (T-T) kovalens kötések között felmerülő szomszédos timin maradékok állt, így nem képes kötődni a komplementer nukleotidok. Ennek eredményeként, az újonnan szintetizált DNS-törések fordulnak elő (hézagok), felismerhető javító enzimek. Recovery integritás új polinukleotid lánc egyik utód-DNS-rekombinációt végzünk köszönhetően a megfelelő normál anyai másik leányvállalata lánc DNS. A kapott rés a szülő láncba töltjük szintézissel egy polinukleotid komplementer szál hozzá. Megnyilvánulása ez postreplicative javítási által végrehajtott rekombinációt két leányvállalata áramkörök DNS molekulák feltételezheti gyakran megfigyelhető csere közötti anyag testvér kromatidok.
18. replikálódó DNS-molekula. Replikon. Primer. Alapelvei DNS replikáció: semiconservatively antiparallel, diszkontinuitást (Okazaki fragmensek). replikáció fázisok: elindítása, meghosszabbítása, terminációs. Jellemzői a DNS-replikáció pro- és eukariótákban.
Képessége samokopirovaniyu- replikáció. Ez a tulajdonság biztosítja a kettős szálú szerkezet. A replikációs folyamatban az egyes polinukleotid DNS-szál-alapmolekulához szintetizált komplementer szál. Egy ilyen eljárás a megduplázva a molekulák, amelyekben minden utódmag molekula tartalmaz egy anya és egy újonnan szintetizált láncot, az úgynevezett félig konzervatív.
Megvalósítása replikáció anyai DNS-lánc kell elválasztani egymástól, hogy legyen a mátrix, amely komplementer lánc szintetizált leány molekulák. C A enzimet használva helikáz. szétszakadnak hidrogénkötések, az a DNS dupla helix illesztjük a replikációs origót. A kapott egyszálú DNS destabilizáló kötődnek specifikus fehérjék, hogy a feszített gerincek áramkörök, így nitrogéntartalmú bázisokkal kötődéshez hozzáférhető a komplementer nukleotidok, található a nukleoplazmában. Mind a láncok, ami a replikációs villa, a DNS-polimeráz enzim szintézisét komplementer szálak.
Szintézise A második DNS-szál végezzük rövid fragmensek (Okazaki fragmensek) abba az irányba, az 5'-, hogy a 3'-végén. A szintézis minden ilyen fragmentum előzi RNS képződését-láncindító a körülbelül 10 nukleotid hosszúságú. Az újonnan előállított fragmenst egy DNS-ligázzal enzimet párosul az előző fragmentum eltávolítása után annak RNS-primer. Kapcsolatban ezeket a funkciókat a replikációs villa aszimmetrikus. A két leányvállalata áramkörök szintetizált egy van kialakítva folyamatosan, annak szintézise gyorsabb és ez az áramkör az úgynevezett vezető. Szintézise a másik lánc lassabb, mert van összeállítva különálló darab kialakítását igényli, és a későbbi eltávolítását RNS primerek. Ezért, ez az áramkör az úgynevezett késleltetett (induktív). Míg egyes fragmensek keletkeznek az irányt 5 „→ 3”, a teljes áramkör megnöveli ebben az irányban a 3 „→ 5”. Replikálódó DNS prokarióta és eukarióta alapvető jellemzői hasonlóak áramlások, azonban a szintézis sebessége eukariótákban sokkal alacsonyabb, mint a prokariótákban. Ennek oka lehet a kialakulását eukarióta DNS megfelelően tartós vegyületek a fehérjékkel, ami megnehezíti despiralization szükséges replikatív szintézis.
Primer - egy rövid nukleinsav fragmens komplementer DNS vagy RNS cél a primer szintézisében komplementer lánc DNS-polimeráz, valamint a DNS replikáció. Primer DNS polimerázok szükséges a szintézis iniciációs egy új láncot, a 3 „terminálisát az alapozást. DNS polimeráz után adjuk hozzá a 3 „végén a láncindító nukleotid komplementer a templát szála.
Replikon- egység részét genom replikációs folyamatban, a-ing vezérli iniciációs pontjaként (start) replikáció. A kiindulópontjaként replikáció megy mindkét irányban, bizonyos esetekben egyenlőtlen sebességgel. DNS replikáció - a legfontosabb esemény az osztódás során. Elsősorban a DNS-felosztási pont volt teljes másolásával, majd csak egyszer. Ez úgy érhető el bizonyos mechanizmusokat a DNS-replikáció szabályozása. Replikáció zajlik három szakaszból áll:
Replikációs szabályozást végzik elsősorban a kezdeményezés szakaszában. Elég könnyű megvalósítani, mert replikáció nem kezdődhetnek olyan DNS résszel, és szigorúan meghatározott, az úgynevezett replikációs origó. A genom az ilyen területek lehetnek csak egy, és sokat. A fogalom egy replikációs origót szorosan kapcsolódik a fogalom a replikon. Replikon - olyan DNS-szegmens, amely tartalmazza a replikációs origót, és másolatokat kezdete után a DNS-szintézis ezen az oldalon.
Replikáció kezdődik a helyszínen replikációs origó a letekerése a DNS kettős spirál, ezáltal egy replikációs villa - hely közvetlen DNS replikáció. Mindegyik oldalon lehet kialakítva egy vagy két, a replikációs villa, attól függően, hogy egy mono- vagy bi-directional replikáció. Több közös kétirányú replikáció. Egy idő után, meg lehet nézni a replikáció szem kezdete után a replikáció elektronmikroszkóp - kromoszóma, ahol DNS átmásolódott, körülvéve több nyúlványai eddig nem reprodukált DNS-t.
Semiconservative azt jelenti, hogy minden egyes utód-DNS tartalmaz egy templát szálat és az újonnan szintetizált hang.
Antiparalel DNS szálak: az ellenkező irányba a két szál a DNS kettős hélix; az egyik szál iránya az 5 „és 3”, a másik - a 3'-5 '.
Mindegyik DNS-szál van egy bizonyos orientációban. Az egyik vége hordoz hidroxilcsoport (- OH), amely a 3'-szénatomos cukor dezoxiribóz, a másik végén a lánc egy foszforsav-maradék az 5'-helyzetben a cukor. A két komplementer szál egy DNS-molekula elrendezett ellentétes irányban - antiparallel: az egyik szál iránya 5 „és 3”, a másik - a 3'-5 '. Párhuzamos orientációban előtt a 3 „végén az egyik lánc a végső Z'was másik.
A prokariótákban egy DNS-törések és annak egyik végén van rögzítve, hogy a sejtmembrán, és a másik végét a szintézisét leányvállalata szálak. Ilyen szintézis utód-DNS-szál az úgynevezett „gördülő karika.” A DNS-replikáció történik gyorsan.