Синтез углеводов и липидов происходит

Синтез липидов: процесс, обеспечивающий энергией клетки организма

Синтез углеводов и липидов происходит

Для нормальной жизнедеятельности любого организма энергия должна быть в достаточных количествах. Главным ее источником является глюкоза. Однако не всегда углеводы полностью компенсируют энергетические потребности, поэтому важен синтез липидов – процесс, который обеспечивает энергией клетки, при малой концентрации сахаров.

Жиры и углеводы также являются каркасом для многих клеток и компонентами для процессов, обеспечивающих нормальное функционирование организма. Их источниками являются компоненты, поступающие с пищей.

В виде гликогена запасается глюкоза, а ее избыточное количество превращается в жиры, которые содержатся в адипоцитах.

При большом потреблении углеводов увеличение жирных кислот происходит за счет продуктов, которые ежедневно употребляются.

Всасывание жиров

Процесс синтеза не может начинаться сразу после поступления жиров в желудок или кишечник. Для этого необходим процесс всасывания, который имеет свои особенности. Не все 100% жиров, которые поступают с пищей, оказываются в кровотоке. Из них 2% выводится кишечником неизмененными. Это связано как с самой пищей, так и с процессом всасывания.

Жиры, поступающие с едой, не могут использоваться организмом без дополнительного расщепления до спирта (глицерина) и кислот.

Эмульгирование происходит в 12-перстной кишке с обязательным участием ферментов самой стенки кишечника и желез внутренней секреции. Не менее важной является желчь, которая активирует фосфолипазы.

Уже после расщепления спирт, жирные кислоты поступают в кровь. Биохимия процессов не может быть простой, так как зависит от множества факторов.

Жирные кислоты

Все они делятся на:

  • короткие (количество атомов углерода не превышает 10);
  • длинные (углерода больше 10).

Коротким не нужны дополнительные соединения и вещества, чтобы попасть в кровоток. В то время как длинные жирные кислоты обязательно должны создать комплекс с желчными кислотами.

Короткие жирные кислоты и их способность быстро всасываться без дополнительных соединений важна для младенцев, чей кишечник еще не работает как у взрослых. Кроме того, само грудное молоко содержит только короткие цепочки.

Полученные соединения жирных кислот с желчными называются мицеллами. Они имеют гидрофобную сердцевину, не растворимую в воде и состоящую из жиров, и гидрофильную оболочку (растворимую за счет желчных кислот). Именно желчные кислоты позволяют липидам транспортироваться в адипоциты.

Мицелла распадается на поверхности энтероцитов и кровь насыщается чистыми жирными кислотами, которые вскоре оказываются в печени. В энтероцитах образуется хиломикроны и липопротеиды. Эти вещества – соединения жирных кислот, белка и именно они доставляют любой клетке полезные вещества.

Желчные кислоты не выделяются кишечником. Малая часть проходит через энтероциты и попадает в кровь, а большая часть перемещается до конца тонкой кишки и всасывается посредством активного транспорта.

Состав хиломикрон:

  • триглицериды;
  • эфиры холестерина;
  • фосфолипиды;
  • свободный холестерин;
  • белок.

Хиломикроны, которые образуется внутри клеток кишечника, еще молодые, большие по размеру, поэтому не могут оказаться в крови самостоятельно. Они транспортируются в лимфатическую систему и только после прохождения главного протока попадают в кровь. Там они взаимодействуют с липопротеидами высокой плотности и образуют белки апо-С и апо-Е.

Только после этих превращений хиломикроны можно называть зрелыми, так как именно они используются на нужды организма. Основная задача – это транспортировка липидов к тканям, которые запасают их или используют. К ним можно отнести жировую ткань, легкие, сердце, почки.

Хиломикроны появляются после еды, поэтому и процесс синтеза и транспортировки жира активируется только после приема пищи. Некоторые ткани не могут в чистом виде поглощать эти комплексы, поэтому часть связывается с альбумином и только после этого потребляется тканью. Примером может служить скелетная ткань.

Фермент липопротеинлипаза снижает триглицериды у хиломикрон, отчего уменьшаются, становятся остаточными. Именно они полностью попадают в гепатоциты и там заканчивается процесс их расщепления до составляющих компонентов.

Биохимия синтеза эндогенного жира происходит с использованием инсулина. Его количество зависит от концентрации углеводов в крови, поэтому для того, чтобы жирные кислоты поступили в клетку, необходим сахар.

Ресинтез липидов

Ресинтез липидов – процесс, благодаря которому происходит синтезирование липидов в стенке, клетке кишечника из жиров, которые поступают в организм с пищей. В качестве дополнения могут быть задействованы и жиры, которые продуцируются внутри.

Этот процесс является одним из важных, так как позволяет связывать длинные жирные кислоты и препятствовать их разрушающему действию на мембраны. Чаще всего эндогенные жирные кислоты связываются со спиртом, таким как глицерол или холистерол.

Процесс ресинтеза не заканчивается на связывании. Далее происходит упаковка в формы, которые способны покинуть энтероцит, так называемые транспортные.

Именно в самом кишечнике происходит образование двух видов липопротеинов.

К ним относятся хиломикроны, которые непостоянно находятся в крови и их появление зависит от приема пищи, и липопротеины высокой плотности, что являются постоянными формами, и их концентрация не должна превышать 2 г/л.

Использование жиров

К сожалению, использование триглицеридов (жиров) для энергообеспечения организма считается очень трудоемким, поэтому этот процесс считается резервным, даже несмотря на то, что он намного эффективнее, чем получение энергии из углеводов.

Липиды для энергетического обеспечения организма используются только, если отмечается недостаточное количество глюкозы. Такое происходит при долгом отсутствии потребления пищи, после активной нагрузки или после длительного ночного сна. После окисления жиров получается энергия.

Но так как организм не нуждается во всей энергии, то ей приходится аккумулироваться. Она скапливается в виде АТФ. Именно эта молекула используется клетками для многих реакций, что протекают только с затратой энергии.

Преимущество АТФ в том, что она подходит для всех клеточных структур организма. Если глюкоза содержится в достаточном объеме, то 70% энергии покрывается окислительными процессами глюкозы и только оставшиеся проценты окислением жирных кислот.

При снижении аккумулированного углевода в организме преимущество переходит к окислению жиров.

Чтобы количество поступающих веществ не было больше, чем выход, для этого нужны потребляемые жиры и углеводы в пределах нормы. В среднем человеку требуется 100 г жиров в день. Это обоснованно тем, что только 300 мг сможет всосаться из кишечника в кровь. Большее количество будет выведено практически неизменно.

Важно помнить, что при недостатке глюкозы окисление липидов невозможно. Это приведет к тому, что в избыточном количестве в клетке будут накапливаться продукты окисления – ацетон и его производные. Превышение нормы постепенно отравляет организм, пагубно влияет на нервную систему и при отсутствии помощи может привести к летальному исходу.

Биосинтез жиров – неотъемлемый процесс функционирования организма. Он является запасным источником получения энергии, который в отсутствии глюкозы поддерживает все биохимические процессы на должном уровне.

Транспортировка жирных кислот к клеткам осуществляется хиломикронами и липопротеидами. Особенностью является то, что хиломикроны появляются только после приема пищи, а липопротеиды присутствуют в крови постоянно.

Биосинтез липидов – процесс, который зависит от множества дополнительных процессов. Присутствие глюкозы должно быть обязательным, так как накопление ацетона из-за неполного окисления липидов может привести к постепенному отравлению организма.

Источник: https://swedmed.ru/lipidy/sintez-lipidov-process.html

Углеводы. Липиды – Биология Егэ

Синтез углеводов и липидов происходит

Воски — это сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов.У растений они образуют пленку на поверхности органов — листьев, плодов. Эти соединения защищают наземные органы растений от излишней потери влаги, предотвращают проник­новение патогенов и т. п. У насекомых они покрывают тело или служат для построения сот. 

Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико.Нелипидная часть гликолипидов включает остаток углевода.

Функции липидов. 

Запасающая  – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных. 

Энергетическая  – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды.

Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка. 
Защитная  – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.

 
Структурная  – фосфолипиды  входят в состав клеточных мембран. 
Теплоизоляционная  – подкожный жир помогает сохранить тепло.

 
Электроизоляционная
  – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.

 
Питательная  – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма. 
Смазывающая  – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот. 
Гормональная  – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

А1. Мономером полисахаридов может быть:1) аминокислота 2) глюкоза 3) нуклеотид 4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:

1) целлюлоза 2) крахмал 3) хитин 4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:

1) 10 г белка 2) 10 г глюкозы 3) 10 г жира 4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?

1) энергетическую 2)каталитическую 3) изоляционную 4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:

1) воде 2) растворе поваренной соли 3) соляной кислоте 

4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов1) состоят из остатков аминокислот2) состоят из остатков глюкозы3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме

1) каталитическая 2) транспортная 3) сигнальная 4)строительная     5) защитная        6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке

1) структурная        2) энергетическая 3) запасающая 4) ферментативная  5) сигнальная       6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕСОЕДИНЕНИЕ
А) быстро расщепляются с выделением энергииБ) являются основным запасным веществом растений и животныхВ) являются источником для синтеза гормоновГ) образуют теплоизолирующий слой у животныхД) являются источником дополнительной воды у верблюдовЕ) входят в состав покровов насекомых

Часть  С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Тест 2

Часть 1 содержит 10 заданий (А1-10). К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, один из которых верный.

Часть 1

А 1. Моносахарид, в молекуле которого содержится пять атомов углерода

1. глюкоза

2. фруктоза

3. галактоза

4. дезоксирибоза

А 2. Химическая связь, соединяющая остатки глицерина и высших жирных кислот в молекуле жира

1. ковалентная полярная

2. ковалентная неполярная

3. ионная

4. водородная

А 3. Мономером крахмала и целлюлозы является

1. глюкоза

2. глицерин

3. нуклеотид

4. аминокислота

А 4. В каком из веществ растворятся липиды

1. вода

2. ацетон

3. физиологический раствор

4. соляная кислота

А 5. Зимостойкость растений повышается при накоплении в клетках:

1. крахмала

2. жиров

3. сахаров

4. минеральных солей

А 6. В каких продуктах содержится наибольшее количество углеводов, необходимых человеку?

1. в сыре и твороге

2. хлебе и картофеле

3. мясе и рыбе

4. растительном масле

А 7. Конечными продуктами гликогена в клетке являются

1. АТФ и вода

2. кислород и углекислый газ

3. вода и углекислый газ

4. АТФ и кислород

А 8. Запасным углеводом в животной клетке является

1. крахмал

2. гликоген

3. целлюлоза

4. хитин

А 9. Сок, не содержащий ферментов, но облегчающий всасывание жиров в тонком кишечнике

1. желудочный сок

2. поджелудочный сок

3. кишечный сок

4. желч

А 10. У человека углеводы пищи начинают перевариваться в

1. двенадцатипёрстной кишке

2. ротовой полости

3. желудке

4. толстом кишечнике

Часть 2 содержит 8 заданий (В1-В8): 3 – с выбором трёх верных ответов из шести, 3 – на соответствие, 2 – на установление последовательности биологических процессов, явлений, объектов.

Часть 2

В 1. Липиды, встречающиеся только у животных

1. холестерин

2. липопротеиды

3. триглицериды

4. фосфолипиды

5. желчные кислоты

6. тестостерон

В 2. Моносахаридами являются

1. рибоза

2. сахароза

3. лактоза

4. глюкоза

5. мальтоза

6. галактоза

В3. Сложные органические соединения, в молекулу которых входит углеводный компонент

1. рибонуклеотиды

2. фосфолипиды

3. дезоксирибонуклеотиды

4. аминокислоты

5. аденозинтрифосфат

6. холестерин

В 4. Формы углеводов в растительных и животных клетках

Клетка Углевод

А) растительные клетки 1. гликоген

Б) животные клетки 2. крахмал

3. целлюлоза

4. гепарин

В 5. Установите соответствие между характеристикой и органическим веществом

Характеристика Органическое вещество

1. Состоят из углерода, водорода и кислорода А. Углеводы

2. Низкая теплопроводность Б. Жиры

3. Образуют биополимеры – полисахариды

4. Обеспечивают взаимодействие клеток одного типа

5. Все они не полярны

6. Практически не растворимы в воде

В 6. Установите соответствие между углеводом и группой углеводов, к которой они относятся

Название углевода Группа углеводов

1.Глюкоза А. моносахариды

2. Сахароза Б. Дисахариды

3. Галактоза В. Полисахариды

4. Крахмал

5. Мальтоза

6. Лактоза

В 7. Расположите моносахариды в порядке возрастания числа атомов углерода в их молекуле

1. диоксиацетон (кетоза)

2. глюкоза

3. элитроза треоза

4. рибоза

5. глюкозамин

6. рамно-О

В 8. Расположите жиры в порядке возрастания атомов углерода в их молекуле

1. трипальмитин

2. тристеарин

3. трилаурин

4. трикаприлин

5. тримиристин

Часть 3 содержит 6 заданий. На задание С 1 дайте краткий свободный ответ, а на задания С2-С6 – полный развёрнутый ответ.

Часть 3

С 1. Какую роль для живых организмов играют фосфолипиды и гликолипиды?

С 2. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Углеводы представляют собой соединения углерода и водорода.

2. Различают три класса углеводов – моносахариды, дисахариды и полисахариды.

3. Наиболее распространённые моносахариды – сахароза и лактоза.

4. Они растворимы в воде и обладают сладким вкусом.

5. При расщеплении 1 г. глюкозы выделяется 35,2 кДЖ энергии

С 3. Каковы функции углеводов в растительных клетках?

С 4. Объясните, почему запасающую функцию выполняют полисахариды, а не моносахариды?

Ответы:

Часть 1

А1-4 А6-2

А2-1 А7-3

А3-1 А8-2

А4-2 А9-4

А5-3 А10-2

Часть 2

В1-1 3 4

В2-1 4 6

В3-1 3 5

В4 -А 2 3, Б 1 4

В5-А 1 3 4, Б 2 5 6

В6-А1 3, Б 2 5 6, В 4

В7-1 3 4 2 5 6

В8-4 3 5 1 2

Часть 3

С 1. Фосфолипиды и гликолипиды являются компонентами клеточных мембран.

С 2. 1. углерода и воды.

3. дисахариды.

5. 17,6 кДЖ

С 3. 1. Моносахариды и дисахариды выполняют энергетическую функцию.

2. Крахмал – запасное питательное вещество.

3. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок.

С 4. 1. Так как полисахариды не растворимы в воде, они не оказывают осмотического и химического действия на клетку.

2. В твёрдом и обезвоженном состоянии имеют меньший объём и большую полезную массу.

3. Менее доступны для болезнетворных бактерий и грибов, так как эти организмы пищу всасывают, а не заглатывают.

4. При необходимости легко превращаются в моносахариды.

Источник: https://www.sites.google.com/site/biologiaege/uglevody-lipidy

Синтез жиров: общие сведения, причины и значение

Синтез углеводов и липидов происходит

Жиры содержатся как в организмах животных, так и в растениях. Представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта (глицерина) и кислот (олеиновой,стеариновой, линолевой, линоленовой и пальмитиновой). Это доказывается их расщеплением на кислоты и глицерин, а также синтезом жиров из описанных соединений.

Образование жиров в человеческом организме

Жиры являются сложными эфирами глицерина. При пищеварительном процессе они эмульгируются солями желчных кислот и входят в контакт с ферментами, при помощи которых гидролизуются.

Таким образом, высвободившиеся жирные кислоты всасываются в слизистую пищеварительного тракта, что является окончанием процесса синтеза жиров.

После этого жир проходит всю портальную систему организма в качестве микрочастиц, которые связываются с белками в крови. Метаболизм происходит в печени.

Синтез жиров возможен благодаря излишкам углеводов, которые не участвуют в образовании гликогена. Помимо этого, липиды получаются из некоторых аминокислот.

В сравнении с гликогеном, жиры являются компактным хранилищем энергии. При этом оно никак не ограничивается, так как имеет вид нейтральных липидов в жировых клетках. Липогенез происходит за счет синтеза жирных кислот, так как они содержатся почти во всех липидных группах.

Стадии липидного обмена

Жиры и жироподобные соединения проходят в теле человека следующий цикл:

  • поступление в организм с пищей;
  • распад на более простые соединения, процесс переваривания, всасывание;
  • перенос из пищеварительной системы при помощи хилопротеинов;
  • обмен сложного белка, представленного нейтральными жирами, жирными кислотами, холестеридами или фосфолипидами;
  • обмен сложных липидов, сложных эфиров многоатомных спиртов и высших жирных кислот;
  • обмен полициклического липофильного спирта;
  • взаимопереход жирных кислот и кетоновых тел;
  • процесс превращения ацетил-КоА в жирные кислоты;
  • расщепление жиров на составляющие под действием липазы;
  • деградация продуктов распада жирных кислот.

Значение жирных кислот для организма человека

Для нормального синтеза жиров в организме человека важны фосфолипиды. При их недостатке затормаживаются обменные процессы в печени.

Фосфолипиды распадаются на глицерин, жирные кислоты, фосфорную кислоту и азотистые основания. Первые два вещества могут либо превращаться в воду и углекислый газ, либо участвовать в синтезе жиров.

Холин (азотистое основание) важен для образования метионина и креатина. Метионин необходим для нормальной работы печени, снижения уровня холестерина в крови, а также антидепрессивного эффекта. Креатин отвечает за энергетический обмен в мышечных и нервных клетках. Ацетилхолин (продукт холина) нормализует передачу нервного возбуждения.

Именно жиры дают энергию адезинтрифосфат-молекулам, которые отвечают за все биохимические процессы в организме.

Таким образом, синтез жиров в клеточных мембранах важен для протекания многочисленных химических реакций. Без них человеческий организм не сможет нормально функционировать.

Причины нарушений переваривания жиров

Сбои усвоения жиров могут быть вызваны следующими причинами:

  1. Закупорка желчевыводящих протоков, что ведет к проблемам с секрецией. Вызвано подобное состояние может быть наличием камней или опухолей. Уменьшенная выработка желчной секреции ведет к трудностям смешения жиров и, таким образом, невозможности гидролизовать жирные соединения.
  2. Проблемы с выработкой сока в поджелудочной железе. Это также влияет на гидролиз жиров.

Каждая из описанных выше проблем ведет к увеличению количества жира в твердых продуктах жизнедеятельности человека. Возникает так называемый “жирный стул”.

Это состояние чревато тем, что перестают усваиваться жирорастворимые витамины A, E, D и К, а также крайне важные для организма жирные кислоты.

Длительный “жирный стул” ведет к недостаточности этих веществ и развитию соответствующих клинических симптомов.

Также сбой переваривания жиров влечет трудности в усвоении нелипидных веществ, так как жир имеет свойство обволакивать пищу, чем препятствует воздействию на нее ферментов.

Заболевания, вызванные сбоем синтеза жиров

Нарушение липидного обмена может вести за собой следующие состояния:

  1. Ожирение. Возникает как при нарушении пищевых привычек, сопряженных с малоподвижным образом жизни, так и при наличии гормонального дисбаланса.
  2. Абеталипопротеинемия. Редкое наследственное заболевание, при котором в крови отсутствуют определенные липопротеиды. Жиры скапливаются в слизистой. Развивается деформация эритроцитов.
  3. Кахексия. Малое употребление калорий приводит к уменьшению жировой ткани в организме. Такое состояние может возникать при наличии опухолей, при хронических заболеваниях инфекционного характера, плохом питании или сбоях в метаболизме.
  4. Атеросклероз. Хроническое заболевание артерий, вызванное нарушением обмена липидов, сопряженное с отложением холестериновых бляшек на сосудистых стенках. В дальнейшем это чревато появлением склероза (разрастанием соединительной ткани), что ведет к деформации сосудов вплоть до их полной закупорки. Атеросклероз провоцирует ишемическую болезнь сердца.
  5. Артериосклероз Менкеберга. Данное заболевание похоже на атеросклероз. Однако его принципиальное отличие состоит в том, что сосуды деформируются и закупориваются не под влиянием соединительных тканей, а из-за кальциноза — скопления отложения солей. При таком поражении не формируются бляшки. Кроме того, болезнь провоцирует иные осложнения, главным из которых является аневризм.

Синтез жиров в клетках растений

Обменные процессы в растительных тканях претерпевают изменения по завершении периода цветения. Когда ослабевает синтез белков, жиры начинают образовываться из углеводов. Этот процесс протекает вплоть до полного созревания семян. Синтез жиров из углеводов и синтез белков из аминокислот важны для периода размножения.

Наибольшим содержанием жиров характеризуются масличные культуры. Это необходимо учитывать тем, что желает скорректировать собственный вес.

Липидный обмен в науке

Сегодня синтез жиров, подходящих для питания, возможен путем этерификации глицерином жирных кислот, которые, в свою очередь, создаются за счет окисления парафинов.

Так как и жирные кислоты, и глицерин получают из каменного угля, существует реальный способ проведения полного синтеза пищевых жиров. Эти открытия стали возможны благодаря работам Ф. Велера, А. В. Г. Кольбе, М. Бертло и А. М. Бутлерова.

Именно они доказали связь органических и неорганических веществ, а также возможность их взаимопревращения.

Полученные знания успешно применяются в пищевой, фармацевтической и химической промышленности. Однако сегодня целесообразнее получать жиры из естественных источников (растительных и животных), так как синтез не является выгодной экономической процедурой.

Источник: https://FB.ru/article/468098/sintez-jirov-obschie-svedeniya-prichinyi-i-znachenie

Пластический обмен • биология-в.рф

Синтез углеводов и липидов происходит

Пластический и Энергетический обмены

Пластический обмен — это совокупность реакций синтеза необходимых соединений (белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот) из веществ, которые попали в клетку, с поглощением энергии.

Биосинтез белков

Растения сами синтезируют все необходимые им аминокислоты, используя азот, аммиак, нитраты. Высшие животные и человек получают незаменимые аминокислоты с пищей.

Заменимые аминокислоты животные и грибы синтезируют из азотосодержащих соединений. Биосинтез белка из аминокислот – это сложный многоэтапный процесс, который требует много энергии.

Каждая из реакций биосинтеза обеспечивается специфическими ферментами.

Все живые организмы сохраняют наследственную информацию в молекулах нуклеиновых кислот в виде определенной последовательности нуклеотидов. Такая единая система сохранения называется генетическим кодом.

В полипептидной цепи каждый аминокислотный остаток кодируется определенной последовательностью из трех нуклеотидов – триплетом (комбинация из трех нуклеотидов дает возможность кодировать 43 = 64 типа аминокислот, то есть 20 основных).

Свойства генетического кода:

1) вырожденность – одну аминокислоту могут кодировать несколько разных триплетов. Большинство основных аминокислот (18 из 20) кодируется несколькими триплетами – от 2 до 6, лишь две (триптофан и метионин) – одним;

2) однозначность – каждый триплет кодирует лишь определенную аминокислоту;

3) универсальность – код единый для всех организмов, существующих на Земле. Одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты разных организмов;

4) неперекрываемость – генетическая информация может считываться лишь одним способом, в одном направлении.

Между генами существуют участки, которые не несут генетической информации. Они лишь отделяют одни участки от других, как «разделительные знаки». Их называют спейсерами (от англ.

спейс – пространство). Каждый из трех триплетов (УАА, УАГ, УГА) означает прекращение синтеза одной полипептидной цепи. Они называются стоп-кодонами.

Триплет АУГ определяет место начала синтеза следующей полипептидной цепи.

Этапы биосинтеза белков

Синтез белка

В 50-х годах XX века был выяснен механизм этого процесса. Синтез белка включает несколько этапов: транскрипцию (синтез предшественника иРНК – про-иРНК), трансляцию (перенесение последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК в последовательность аминокислотных остатков молекулы белка) и обособление белковой молекулы.

Транскрипция

Транскрипция (от лат. thranscriptio – переписывание). Фермент PHК-полимераза разъединяет двойную цепь ДНК.

По принципу комплементарности на одной из них синтезируется молекула про-иРНК. Потом она с помощью специальных ферментов превращается в активную форму иРНК.

Для этого из нее удаляются участки, лишенные генетической информации. Из ядра она может поступать в цитоплазму клетки.

Трансляция

Трансляция (от лат. translatio – передача). В цитоплазме с помощью ковалентной связи каждая из 20 аминокислот присоединяется к определенной тРНК, иРНК связывается с рибосомой.

Рибосома надвигается на нитевидную молекулу иРНК таким образом, что она оказывается между двумя субъединицами.

По принципу комплементарности транспортная РНК, которая переносит аминокислоту, взаимодействует с помощью своего триплета – антикодона с особым триплетом иРНК – кодоном. Первый кодон дает сигнал о начале синтеза полипептидной цепи.

Возникает инициативный комплекс, который состоит из триплета иРНК, рибосомы и определенной тРНК.

Благодаря последовательному соединению пептидными связями аминокислотных остатков между собой, полипептидная цепь удлиняется. Рибосома перемещается слева направо по иРНК и образует белковую молекулу. С помощью определенной тРНК каждая из аминокислот транспортируется к рибосоме и размещается в цепи.

В рибосоме есть особый участок, где происходит трансляция – функциональный центр. Его размеры отвечают длине двух триплетов. Вместе с тем в функциональном центре может находиться два соседних триплета иРНК. В одной его части антикодон тРНК узнает кодон иРНК, а в другой – аминокислота освобождается от тРНК.

Длина молекулы иРНК определяет количество рибосом, которые одновременно могут уместиться на ней. Молекула иРНК с нанизанными на нее рибосомами называется полисомой, или полирибосомой.

Процесс синтеза белка происходит с большой затратой энергии, которая выделяется при расщеплении АТФ. На присоединение к синтезированной полипептидной цепи одного аминокислотного остатка расходуется энергия, которая высвобождается при расщеплении одной молекулы АТФ.

Синтез белковой молекулы завершается, как только рибосома достигает стоп — кодона. Рибосома вместе с белковой молекулой оставляет иРНК. Молекула белка попадает в эндоплазматическую сеть и транспортируется к определенному участку клетки, а рибосома – на любую другую молекулу иРНК. Белок приобретает определенную пространственную конфигурацию, молекула белка становится функционально активной.

У эукариот и прокариот механизмы биосинтеза белка схожи. Различаются рибосомы. Размеры рибосом у прокариот меньше. Рибосомы прокариот похожи на рибосомы митохондрий и пластид.

Биосинтез углеводов

Автотрофные организмы синтезируют подавляющее большинство углеводов. Они образуют из углекислого газа и воды шестиуглеродные моносахариды (гексозы). В ограниченном количестве из других органических соединений углеводы синтезируются в клетках гетеротрофных организмов.

В результате ферментативных реакций полисахариды образуются из моносахаридов. Биосинтез моносахаридов происходит двумя путями:

1) характерный автотрофным организмам, ведет к восстановлению С02 глюкозу;

2) благодаря ряду реакций из соединений неуглеводной природы (пировиноградной и молочной кислот, глицерина, некоторых аминокислот) образуется глюкоза.

Биосинтез липидов

Запасной формой липидов в организме являются жиры. На жирные кислоты приходится около 90 % энергии, которая запасается в жирах. С участием специфических ферментов в клетках эукариот в цитоплазме происходит биосинтез жирных кислот. Процессы эти могут продолжаться в митохондриях и некоторых других органеллах.

Жиры синтезируются в клетках кишечного эпителия, в печени, подкожной клетчатке, легких и некоторых других органах. Есть ферментные системы в некоторых тканях, которые могут обеспечить образование жиров из углеводов, в частности глюкозы.

Биосинтез нуклеиновых кислот

Все живые организмы способны синтезировать нуклеотиды. Аминокислоты служат посредниками нуклеотидов, которые входят в состав нуклеиновых кислот.

Значительная часть азотистых оснований при расщеплении нуклеиновых кислот не распадается, а используется снова для синтеза нуклеотидов. Предшественники ДНК – дезоксирибонуклеотиды образуются путем восстановления (изъятия атома кислорода) рибозы до дезоксирибозы.

Биосинтез ДНК

В основе процесса лежит способность молекул ДНК к самоудвоению – репликации. Процесс репликации полуконсервативный, так как каждая из двух дочерних молекул ДНК имеет одну цепь от материнской молекулы, а вторую – синтезированную на первой. Для начала репликации двухцепочечная материнская молекула ДНК должна расплестись в определенной точке.

Фермент ДНК-полимераза катализирует синтез второй цепи дочерней молекулы ДНК. Цепи материнской молекулы ДНК разделяются из-за разрушения водородных связей.

С участием фермента ДНК-полимераза по принципу комплементарности к нуклеотидам каждой материнской цепи присоединяются свободные нуклеотиды. Каждая из цепей становится матрицей для синтеза новой цепи дочерней молекулы ДНК.

Каждая из дочерних молекул ДНК является точной копией материнской. У-подобная зона ДНК, где происходит репликация, называется репликационной «вилкой».

Вдоль матричной цепи размещаются в определенном порядке соответствующие одиночные нуклеотиды. Новая цепь ДНК синтезируется в виде коротких фрагментов, которые потом соединяются ковалентными связями под действием особого фермента. ДНК эукариот может удваиваться одновременно во многих точках ее молекулы.

Биосинтез РНК

Все виды РНК (иРНК, тРНК, рРНК) синтезируются ферментами РНК-полимеразами по принципу комплементарности на молекуле ДНК. Процесс синтеза молекулы РНК на матрице ДНК называется транскрипцией. Фермент РНК-полимераза во время синтеза РНК продвигается вдоль определенного участка молекулы ДНК и действует подобно застежке-молнии, разъединяя двойную спираль.

Клеточный уровеньУровни организации живого

Источник: https://xn----9sbecybtxb6o.xn--p1ai/obshchaya-biologiya/plasticheskij-obmen/

Доктор-про
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: