ბიოლოგიური პროცესების ქიმიური საფუძველი. აბაკუმოვი, გლებ არსენტიევიჩი - სიცოცხლის ქიმიური საფუძვლები: სახელმძღვანელო გარემოს pH-ისადმი მგრძნობელობა

ნოვოსიბირსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ციტოლოგიისა და გენეტიკის დეპარტამენტის პრეზენტაცია ლექციების კურსისთვის CHEMICAL BASICS OF LIFE Ph.D. ვლადიმირ ალექსანდროვიჩ ტრიფონოვი სახელმძღვანელო შემუშავდა ეროვნული კვლევითი უნივერსიტეტი-NSU განვითარების პროგრამის ლექცია No1-ის განხორციელების ფარგლებში. Გეგმა. დისციპლინის შესავალი. ცხოვრების განმარტება. ცოცხალი სისტემების ორგანიზების დონეები. ორგანიზმების ქიმიური შემადგენლობა. ლიპიდები. სტრუქტურა და ბიოლოგიური ფუნქციები. 6) ბიოპოლიმერები, მათი აგებულება და თვისებები 1) 2) 3) 4) 5) რა არის სიცოცხლე? კონცეფციის განსაზღვრის მცდელობები: ”მაგნიტი არის ანიმაციური, რადგან შეუძლია რკინის მოზიდვა“ თალესი ძვ.წ. „ბუნების ყველა სხეული ანიმაციურია“ ბ. სპინოზა (XVII ს.) „მცენარეებსა და ცხოველებში და მათ ყველა ნაწილში მოლეკულური განახლების (მეტაბოლიზმის) უნივერსალურობა, მისი მუდმივობა, რომელიც არ იძლევა გაჩერების საშუალებას, ამ ფენომენს უნივერსალურ ნიშანს აქცევს. სიცოცხლე“ კლოდ ბერნარდი (XIX ს.) „სიცოცხლე არის ცილოვანი სხეულების არსებობის გზა და არსებობის ეს გზა არსებითად შედგება ამ სხეულების ქიმიური კომპონენტების მუდმივ თვითგანახლებაში“ ფ. ენგელსი (XIX ს.) „სიცოცხლე არის ... სპეციალურად ორგანიზებული სისტემის მუშაობა, რომელიც მიზნად ისახავს საკუთარი ენტროპიის შემცირებას გარემოს ენტროპიის გაზრდით“ ერვინ შროდინგერი (1887-1961) „დედამიწაზე არსებული ცოცხალი სხეულები ღია, თვითრეგულირებადი და თვითრეპროდუცირებული სისტემებია. აგებულია ბიოპოლიმერებისგან - ცილებისგან და ნუკლეინის მჟავებისგან” M.V. ვოლკენშტეინი (1912-1992) ცოცხალი ორგანიზმები, როგორც ღია სისტემები სისტემა არის ელემენტების ერთობლიობა, რომლებიც გარკვეულ კავშირშია ერთმანეთთან და დაკავშირებულია პირდაპირი და უკუკავშირით, რაც ქმნის მთლიანობას. ღია სისტემები: ენერგიის, მატერიისა და ინფორმაციის გაცვლა გარემოსთან. ღია სისტემები: თვითორგანიზების, გართულების ან წესრიგის სპონტანური წარმოშობის ფენომენები. სისტემების ზოგადი თეორია სისტემების თვისებები სინერგია - კომპონენტების მოქმედებების ცალმხრივობა ზრდის სისტემის ეფექტურობას. გაჩენა - სისტემის კომპონენტების ფუნქციები ყოველთვის არ ემთხვევა სისტემის ფუნქციებს. მთლიანობა არის მთელის უპირატესობა ნაწილებთან მიმართებაში. იერარქია - სისტემის თითოეული კომპონენტი შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც უფრო ფართო გლობალური სისტემის სისტემა (ქვესისტემა). ბერტალაფანი (1901-1972) დისბალანსის სისტემები „არაწონასწორობა შეიძლება გახდეს მოწესრიგების წყარო“ ილია პრიგოჟინი (1917-2003) სისტემის მდგომარეობათა თანმიმდევრობა - სისტემის ტრაექტორია სისტემის ყველაზე სავარაუდო მდგომარეობები - ATTRAC. ზოგიერთი მდგომარეობა სხვებისთვის არის მოწესრიგების ფენომენი, ე.ი. ენტროპიის დაქვეითება. თვითორგანიზება არათანაბარი სისტემებში არსებობს მოსაზრება, რომ სიცოცხლე შეიძლება ჩაითვალოს კონკრეტული შერჩევის შედეგად გრძელვადიანი ევოლუციის გზაზე, რომელიც გაიარეს თვითორგანიზების სისტემებმა. ცოცხალი სისტემების თვისებები 1) დაახლოებით იგივე ქიმიური შემადგენლობა 2) მატერიისა და ენერგიის გაცვლა 3) თვითრეპროდუქცია 4) ზრდისა და განვითარების უნარი 5) გაღიზიანებადობა 6) ცოცხალი მატერიის დისკრეტულობა ელემენტარული ნაწილაკები ატომები მოლეკულები მონომერები ბიოპოლიმერები დონეები ცოცხალი მატერიის ორგანიზაცია უჯრედის ქსოვილები ორგანოები და სისტემები ორგანოები ცოცხალი ნივთიერების ორგანიზების დონეები ორგანიზმის პოპულაციის სახეობები ცოცხალი მატერიის ორგანიზების დონეები ეკოსისტემა, ბიოგეოცენოზი ბიოსფერო ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიური შემადგენლობა აღმოაჩინეს სულ 80 ელემენტი, მაგრამ მხოლოდ 30-ს აქვს ცნობილი ფუნქცია მაკროელემენტები რომლის შემცველობა ცოცხალ ორგანიზმებში მშრალი წონის 0,001%-ზე მეტია. ისინი შეადგენენ უჯრედის მშრალი მასის 99%-ს, აქედან ბიოგენური მაკროელემენტები შეადგენს 98%-ს: ჟანგბადს (65-75%), ნახშირბადს (15-18%), აზოტს (1,5-3%) და წყალბადს (8). -10%) O K C S H Cl N Ca Mg Na P Fe მიკროელემენტები ორგანიზმში შემცველობა 0,001-0,000001% შეიძლება იყოს ჰორმონების, ფერმენტების და უჯრედის სხვა მნიშვნელოვანი კომპონენტების ნაწილი Zn Cu I F B Co Mo V Br Cr Mn Se Si Ge Ni კოვალენტური. ნახშირბად-კობალტის ბმა - ერთადერთი მაგალითი ბუნებაში მეტალ-ნახშირბადის კოვალენტური ბმა. ულტრამიკროელემენტები კონცენტრაცია 0,000001%-ზე ნაკლები ფიზიოლოგიური როლი დადგენილი არ არის Au Hg U Be Cs Ra და ა.შ. ცოცხალი უჯრედის ქიმიური ნაერთების შემადგენლობა არაორგანული ნივთიერებები წყალი 50-დან 90%-მდე მარილები და სხვა არაორგანული. ნივთიერებები 1-1,5% დაბალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებები ლიპიდები 1,5% სხვა 0,1% მაღალი მოლეკულური წონის ორგანული ნივთიერებები ცილები 10-20% ნახშირწყლები 0,2-20% ნუკლეინის მჟავები 1-2% წყლის როლი უნივერსალური გამხსნელი წყალბადის ბმები მაღალი თბოტევადობა მონაწილე მრავალი რეაქცია ორგანიზმში ნივთიერებების ტრანსპორტირება ოსმოსი ოსმოსის მნიშვნელობა ბიოლოგიურ პროცესებში უჯრედის მემბრანა ნახევრად გამტარია! => ცილები რჩება უჯრედის შიგნით. ოსმოზი ჩართულია მაღალი ხეების ტოტებში საკვები ნივთიერებების გადატანაში. მცენარეები - ოსმოსი ზრდის ვაკუოლის მოცულობას და ის აფართოებს უჯრედის კედლებს (ტურგორული წნევა). იონები უჯრედში ყველაზე მნიშვნელოვანი ანიონები: ყველაზე მნიშვნელოვანი კათიონები: Cl-, HCO3-, H2PO4K+, Na+, Ca2+, Mg2+ ბუფერული თვისებები ძვლის ქსოვილსა და გარსებში უხსნადი მარილები უჯრედის ორგანული ნივთიერებები ცილები 10-20% ნახშირწყლები 0.2-2. % ნუკლეინის მჟავები 1-2% ლიპიდები 1-5% ლიპიდები წარმოადგენს ბიოლოგიური წარმოშობის ნივთიერებების დიდ ჯგუფს, მაღალ ხსნად ორგანულ გამხსნელებში: მეთანოლში, აცეტონში, ქლოროფორმში, ბენზოლში და სხვ. ნეიტრალური ცხიმები: გლიცეროლის ეთერები და კარბოქსილის მჟავები სტეარიული პალმიტური ოლეინის კარბოქსილის მჟავები არსებითი ცხიმოვანი მჟავები არ სინთეზირდება ორგანიზმში და უნდა მიეწოდოს საკვებს. კოლმანიდან, Rem “Visual Biochemistry” ფოსფოლიპიდები Kolman-დან, Rem “Visual Biochemistry” იზოპრენოიდები ყველა ლიპიდი წარმოიქმნება ერთი წინამორბედისგან - აცეტილ კოენზიმ A [აცეტილ-CoA (acetylCoA)], რომელიც წარმოადგენს ძმარმჟავას გააქტიურებულ ფორმას Kolman, Rem-დან. ვიზუალური ბიოქიმია” ვიტამინი A ვიტამინი A - რეტინოლი პროვიტამინი A - β კაროტინი როდოპსინი (ცილა ქრომოფორის ჯგუფით) 1) სინათლის კვანტის შეწოვა 2) ქრომოფორის ჯგუფი (11-ცის-რეტინალი) გადადის ტრანს ფორმაში 3) როდოპსინის დაშლა 4) მხედველობის ნერვის სტიმულაცია სტეროიდები Kolman-დან, Rem “Visual biochemistry” სტეროიდები მემბრანული სტრუქტურა, ნაღვლის მჟავები, ჰორმონები, ვიტამინები პროსტაგლანდინები E1 E2 ლიპიდური შუამავლები - გვხვდება ცხოველების ყველა ორგანოსა და ქსოვილში. ასპირინი არის პროსტაგლანდინების სინთეზის ინჰიბიტორი. ლიპიდების ფუნქციები 1) სტრუქტურული 2) ენერგეტიკული 3) რეზერვი 4) საიზოლაციო 5) მარეგულირებელი 6) რეცეპტორული ბიოპოლიმერები ჰომოპოლიმერები - მონომერების ერთი ტიპი ჰეტეროპოლიმერები - ერთზე მეტი ტიპის მონომერები რეგულარული არარეგულარული -A-B-A-B-A-V-A-A-C

ორლოვა ლუდმილა დანილოვნა

42 საათი – ლექციები;

34 საათი – ლაბორატორიული სამუშაო;

12 საათი – სემინარები.

ლიტერატურა:

კნორე, მიზინა, „ბიოლოგიური ქიმია“, მოსკოვი: „უმაღლესი სკოლა“, 1998 წ.

ოვჩინიკოვი, „ბიოორგანული სკოლა“, მოსკოვი: „განმანათლებლობა“, 1987 წ.

ლენინგე, „ბიოქიმიის საფუძვლები“, 3 ტ.

Strayer, Biochemistry, 3 ტ.

White, Handler, რედაქციით ოვჩინიკოვი, სკულაჩევი, "ბიოქიმიის საფუძვლები".

ლექცია No1

ბიოქიმია- ცოცხალი ორგანიზმების ქიმია. როგორ განვითარდა მეცნიერება XIX საუკუნის ბოლოს.

არის 2 პრობლემა:

ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიური შემადგენლობის შესწავლა.

ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე პროცესების შესწავლა, რომელთა საფუძველზეც ხდება თვით სიცოცხლე.

ორგანოგენები არის ელემენტები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი არსებების საფუძველს.

ბიოქიმიის განვითარება:

მეორე მსოფლიო ომამდე - ცოცხალი ორგანიზმების შემადგენლობის შესწავლა - სტრუქტურული ბიოქიმია.

ომისშემდგომი ეტაპი არის დინამიური ბიოქიმიის განვითარება, ბიოქიმია, რომელიც დაკავებულია მეტაბოლური პროცესების შესწავლით.

ბიოქიმიის სამსახურში მოდის ახალი ინსტრუმენტული მეთოდები:

ეტიკეტირებული ატომების მეთოდი, ის საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ ტრანსფორმაცია (ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი, პურინის ფუძეების სინთეზი).

მაღალსიჩქარიანი დიფერენციალური ცენტრიფუგაცია, ამ მეთოდის გამოყენებით, შეგიძლიათ დაყოთ უჯრედი მის შემადგენელ ნაწილებად და შეისწავლოთ ისინი ცალკე.

ოპტიკური მეთოდები. დნმ-ის სტრუქტურის შესასწავლად გამოიყენეს რენტგენის დიფრაქციული მეთოდი.

ელექტრონული მიკროსკოპის მეთოდი, ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით 2 ა გარჩევადობით შეგიძლიათ ნახოთ ცალკეული მოლეკულები.

ქრომატოგრაფია.

მოლეკულური საცრის მეთოდი.

ელექტროფორეზი.

ყველა ამ თანამედროვე მეთოდს შეუძლია მცირე რაოდენობით ნივთიერების (ცილის მოლეკულის) ბრტყელი ანალიზის გაკეთება.

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შედგება არაცოცხალი მოლეკულებისგან, ყველა ეს მოლეკულა თავად ექვემდებარება ფიზიკურ და ქიმიურ კანონებს, რომლებიც განსაზღვრავენ არაცოცხალი ნივთიერების ქცევას.

ცოცხალი ორგანიზმების ყველაზე გამორჩეული თვისებები:

სირთულე და მაღალი დონის ორგანიზება. ცოცხალ ორგანიზმებს აქვთ რთული შინაგანი სტრუქტურა და შეიცავს ბევრ... სხვადასხვა კომპოზიციის ნაერთები. არაცოცხალი - შედარებით მარტივი ქიმიური ნაერთების უწესრიგო ნარევები.

ცოცხალი ორგანიზმის თითოეულ კომპონენტს აქვს თავისი ფუნქცია. ეს ასევე დამახასიათებელია უჯრედის ცალკეული ქიმიური კომპონენტებისთვის.

ცოცხალი არსების მნიშვნელოვანი თვისებაა გარემოდან ამოღების და ენერგიის გარდაქმნის უნარი, რომელიც იხარჯება ორგანიზაციის სტრუქტურის მშენებლობასა და შენარჩუნებაზე. უსულო ბუნებას არ შესწევს უნარი გამოიყენოს გარე ენერგია საკუთარი სტრუქტურის შესანარჩუნებლად.

ორგანიზმების უნარი ზუსტი რეპროდუცირებისა.

ბიოქიმიის ამოცანაა დაადგინოს, როგორ ურთიერთქმედებენ არაცოცხალი მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ორგანიზმებს, რათა უზრუნველყონ სიცოცხლე და გამრავლება.

ორგანული ნაერთები უკიდურესად მრავალფეროვანია, მათი უსასრულო რაოდენობაა. ამ კავშირების უმეტესობა უკიდურესად რთულია. უმარტივესი ორგანიზმები (მაგალითად, ბაქტერიები) შეიცავს ~5000 ცილას და ნუკლეინის მჟავას. ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს ~5 მილიონ სხვადასხვა ცილას და არც ერთი ადამიანის ცილა არ ემთხვევა E. coli-ს ცილას.

ორგანიზმის თითოეულ ტიპს აქვს ცილებისა და ნუკლეინის მჟავების საკუთარი ნაკრები; არის ~ 10 13, 10 14 ცილა და 10 11 ნუკლეინის მჟავა. თუ ამ ასტრონომიულ ციფრებს შევადარებთ ცნობილ რიცხვებს, ორგანული სამყაროს უმეტესი ნაწილი ჩვენთვის უცნობია. ამით განსხვავდება ცოცხალი ბუნება უსულო ბუნებისგან.

ცილების და ნუკლეინის მჟავების მრავალფეროვნება მარტივ სურათზე მოდის: მაკრომოლეკულები მცირდება უამრავ მარტივ მოლეკულებამდე, რომლებიც სამშენებლო მასალაა. ცილები შედგება 20 სტრუქტურული ელემენტისგან - ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით პოლიპეპტიდების წარმოქმნით. ყველა მრავალფეროვნება დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენი ცილაა დაკავშირებული და რა თანმიმდევრობით.

ნუკლეინის მჟავებს აქვთ 8 სტრუქტურული ერთეული, ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა განსაზღვრავს გენეტიკურ ნიმუშებს.

უჯრედის მოლეკულური ორგანიზაციის სირთულის მიუხედავად, იგი ხასიათდება სიმარტივით. ვინაიდან მაკრომოლეკულები ერთნაირად იქმნება რამდენიმე ათეული შემადგენელი ნაწილისგან, ვარაუდობენ, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი წარმოიშვა ერთი პირველყოფილი უჯრედის ხაზიდან.

პირველი უჯრედები აშენდა მხოლოდ რამდენიმე ათეული ორგანული მოლეკულისგან. თითოეული მოლეკულა ინდივიდუალურად და ერთობლივად იყო ისეთი ხელსაყრელი მდგომარეობით, რომ მათ საშუალებას აძლევდა ემოქმედათ როგორც მაკრომოლეკულების სამშენებლო ბლოკები და განახორციელონ პროცესები.

პირველადი მოლეკულების ეს ნაკრები, სავარაუდოდ, შენარჩუნებულია ბიოლოგიური ევოლუციის გზით მილიარდობით წლის განმავლობაში მისი უნიკალური ფიტნესის გამო.

1922 წელს ა.ი. ოპარინი ვარაუდობდა, რომ დედამიწის ისტორიის ადრეულ ეტაპებზე, წყალსაცავები და მათ ზედაპირზე დიდი რაოდენობით ორგანული ნაერთები შეიცავდა. დაახლოებით 3 მილიარდი წლის წინ ამ ორგანული „სუფისგან“ წარმოიშვა პირველი ცოცხალი უჯრედები.

იყო ცოტა ჟანგბადი, ამიაკის მაღალი კონცენტრაცია, ხშირი ვულკანური ამოფრქვევები, მიწისძვრები და ელვა. ექსტრემალურ პირობებში NH 3, CH 4, H 2 O ნარევმა ელვისებური გამონადენის გავლენის ქვეშ წარმოქმნა უმარტივესი ორგანული მოლეკულები. პირველი უჯრედები, პირველი სიცოცხლე წყალში გაჩნდა.

ახლა ოპარინის კონცეფცია დადასტურდა სტენლი მილერის კლასიკური ექსპერიმენტით. ერთი კვირის განმავლობაში მან გაიარა ელექტრული გამონადენი NH 3, CH 4, H 2 O, H 2 გაზის ნარევებით. შემდეგ გაცივდა და გააანალიზა შემადგენლობა: ამ აირის ნარევში აღმოჩნდა CO, CO 2, N 2, ხოლო მუქი ფერის კონდენსატში ორგანული ნაერთების მნიშვნელოვანი რაოდენობა, α-ამინომჟავები და ძმარმჟავა.

ბიომოლეკულების აბიოტიკური წარმოშობის კიდევ ერთი მტკიცებულება არის ვარსკვლავთშორის სივრცეში დაგროვილი ორგანული ნივთიერებების აღმოჩენა.

ორგანული ნივთიერებები არაორგანულიდან გარდაიქმნა ენერგიის გავლენით და შემდგომი ტრანსფორმაცია იყო ქიმიური ევოლუცია. ტერმინი "ქიმიური ევოლუცია" ეხება ტრანსფორმაციას, რომელიც ხდება ელექტროენერგიის გავლენის ქვეშ და შემდგომი გარდაქმნები. ბიოლოგიური ევოლუცია არის ცოცხალი უჯრედების ფორმირება. დაახლოებით 3,8 მილიარდი წლის წინ გამოჩნდა პირველი ცოცხალი უჯრედები. ეს იყო ბიოლოგიური ევოლუცია, რამაც გამოიწვია ატმოსფეროს სრული ცვლილება.

ცოცხალი არსების მოლეკულური ლოგიკის პრინციპები:

ბიომოლეკულების სტრუქტურა მარტივია.

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შედგება იმავე მოლეკულებისგან, რომლებიც გამოიყენება სამშენებლო ბლოკად, რაც მიუთითებს მათ წარმოშობაზე საერთო წინაპრისგან.

თითოეული სახეობის ორგანიზმების იდენტურობა განპირობებულია ნუკლეინის მჟავებისა და ცილების უნიკალური ნაკრების არსებობით.

ყველა ბიომოლეკულა ასრულებს სპეციფიკურ ფუნქციებს უჯრედებსა და ორგანოებში.

ცოცხალი ორგანიზმების ძირითადი ქიმიური შემადგენლობა:

არაორგანული ნაერთები (წყალი + მინერალური მჟავები);

ორგანული ნაერთები (ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები, ლიპიდები, ვიტამინები, ჰორმონები და ფერმენტები);

ცილები (ცილები).

ბერძნულიდან "ცილები" არის პირველი, ყველაზე მნიშვნელოვანი, ისინი რაოდენობრივად ჭარბობენ ყველა მოლეკულას. ისინი შეადგენენ მშრალი მასის ნახევარზე მეტს. მათ აქვთ მრავალი ბიოლოგიური ფუნქცია.

ცილის მოლეკულების ფუნქციები (ჯგუფები)..

ფერმენტები - ბიოკატალიზატორები, ყველაზე მრავალრიცხოვანი ჯგუფები, დაახლოებით 2 ათასი სხვადასხვა კატალიზური ფერმენტი, პეპსინი, კატაქსილაზა და ა.შ.

სატრანსპორტო ცილები, სისხლის პლაზმის ცილები (ჰემოგლობინი, მიოგლობინი, შრატის ალბუმინი - ცხიმოვანი მჟავები, ტრანსფერინი - Fe კომპლექსების გადაცემა). ისინი ატარებენ ჟანგბადს და CO 2 .

კონტრაქტული (საავტომობილო) ცილები. ის, რაც უჯრედს აძლევს შეკუმშვის, ფორმის შეცვლისა და მოძრაობის უნარს, არის აქტინი და მიოდინი, ძაფისებრი ცილები, რომლებიც ფუნქციონირებენ ჩონჩხის კუნთების შეკუმშვის სისტემაში.

სათადარიგო (მკვებავი) ცილები. საწყის ეტაპზე მოხმარებისთვის - კვერცხის ცილა, რძის კაზეინი.

სტრუქტურული ცილები არის ცილები, რომლებიც ხელს უწყობენ ბოჭკოების წარმოქმნას, ასრულებენ დამხმარე ფუნქციას, აკავებენ ბიოლოგიურ სტრუქტურებს და ანიჭებენ მათ ძალას. (ბოჭკოვანი ცილა - "კოლაგენი" - ხრტილი და ა.შ.) - ზრდის დაჭიმვის ძალას. კერატინი - კანში, ფიბროინი - აბრეშუმის ცილა (ობობის ქსელი).

დამცავი ცილები - იცავს ორგანიზმს უცხო ცილების ან ორგანიზმების - ანტისხეულების, იმუნოგლობინის შეჭრისგან. ეს არის სპეციალიზებული ცილები, რომლებიც წარმოიქმნება ლიმფოციტებში. მათ შეუძლიათ ამოიცნონ უცხო სხეულები, შეაერთონ მათ და ამოიღონ ისინი ორგანიზმებიდან. ფიბრინოგენი და თრომბინი - სისხლის შედედების პროცესში; სხვადასხვა შხამი - გველის შხამს შეუძლია დაშალოს ლეციტინი - სისხლის წითელი უჯრედების ჰემოლიზი.

მარეგულირებელი ცილები არის ჰორმონები. მონაწილეობა მიიღება უჯრედული გარემოს რეგულირების სისტემაში - ინსულინი, გლიკოგენი.

ზრდის ჰორმონი - ძვლის ზრდა; რეპრესორული ცილები - არეგულირებს ფერმენტების სინთეზს; მოკელინი მცენარეული წარმოშობის ცილაა; ტკბილი გემო - დამატკბობლის მისაღებად; ზოგიერთი არქტიკული თევზისა და ცხოველის სისხლის პლაზმა ანტიფრიზის ცილაა.

Ტრანსკრიფცია

1 განათლების ფედერალური სააგენტო მოსკოვის სახვითი ქიმიური ტექნოლოგიების სახელმწიფო აკადემიის სახელობის. M.V.Lomonosova ორგანული ქიმიის დეპარტამენტი Borisova E.Ya., Kolobova T.P., Borisova N.Yu. სიცოცხლის ქიმიური საფუძვლები (ნაწილი 1) სასწავლო გზამკვლევი

2 LBC UDC Borisova E.Ya., Kolobova T.P., Borisova N.Yu. სიცოცხლის ქიმიური საფუძვლები სახელმძღვანელო M. MITHT im. ლომონოსოვი, 2007 დამტკიცებულია მოსკოვის ქიმიური ტექნოლოგიების ინსტიტუტის ბიბლიოთეკისა და საგამომცემლო კომისიის მიერ. M.V. ლომონოსოვი, როგორც სასწავლო დამხმარე საშუალება. პოზ. 129 /2007 ეს სახელმძღვანელო არის სიცოცხლის ქიმიური საფუძვლების და ბიოქიმიის არსებული სახელმძღვანელოების დამატება. მასში ასახულია მე-4 კურსის სტუდენტებისთვის მიცემული ლექციების კურსი დისციპლინებში „ბიოქიმიის საფუძვლები“ ​​და „სიცოცხლის ქიმიური საფუძვლები“. იგი ასახავს ბიოქიმიის განვითარების ამჟამინდელ მდგომარეობას და ითვალისწინებს საბაკალავრო სწავლებისთვის მისი სწავლების ამოცანებს. ბიოქიმიის საფუძვლები არის სავალდებულო დისციპლინა ბაკალავრის ხარისხში "ქიმიური ტექნოლოგიები და ბიოტექნოლოგია" და ბაკალავრის ხარისხი "ქიმიაში" და მნიშვნელოვანი რგოლი ძირითადი ქიმიური დისციპლინების სისტემაში, რომელიც უზრუნველყოფს მომავალი სპეციალისტის პროფესიულ მომზადებას. სახელმძღვანელოს მთავარი მიზანია ცილების, ნუკლეინის მჟავების, ნახშირწყლების, ლიპიდების და ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების აგებულების, ქიმიური თვისებებისა და მეტაბოლიზმის შესახებ სისტემატური ცოდნის გამომუშავება. რეცენზენტი: ასოცირებული პროფესორი, ფ. ხარიტონოვა O.V. MITHT im. მ.ვ.ლომონოსოვა,

3 სარჩევი გვერდი 1. შესავალი. ცოცხალი მატერიის მოლეკულური ლოგიკა ცოცხალი ნივთიერების განმასხვავებელი ნიშნები მეტაბოლიზმი. მეტაბოლიზმი. კატაბოლური და ანაბოლური მეტაბოლური გზები ცოცხალი ორგანიზმების კლასიფიკაცია ენერგიის წყაროები და მისი ტრანსფორმაცია ცოცხალ უჯრედში. -ამინომჟავების ფიზიკური თვისებები ამინომჟავების სინთეზი რასემიურ-ამინომჟავების გამოყოფა ქიმიური თვისებები -ამინომჟავები პეპტიდები, ცილები პეპტიდების სინთეზი პოლიპეპტიდების და ცილების სივრცითი სტრუქტურა პეპტიდების ჯგუფის სტრუქტურა პირველადი სტრუქტურა შემადგენლობა და ამინომჟავების თანმიმდევრობა მეორადი სტრუქტურა ცილა ცილის მესამეული სტრუქტურა ცილის მეოთხეული სტრუქტურა ცილების კლასიფიკაცია ცილების ფიზიკოქიმიური თვისებები 77 3

4 1. ცოცხალი ნივთიერების მოლეკულური ლოგიკა 1.1. ცოცხალი მატერიის განმასხვავებელი ნიშნები "სიცოცხლის" კონცეფციით, მეცნიერთა უმეტესობა გულისხმობს რთული სისტემების არსებობის პროცესს, რომელიც შედგება დიდი ორგანული მოლეკულებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ თვითრეპროდუქცია და შეინარჩუნონ თავიანთი არსებობა ენერგიისა და მატერიის გარემოსთან გაცვლის შედეგად. . ყველა ცოცხალი ორგანიზმი აგებულია მოლეკულებისგან. თუ ეს მოლეკულები იზოლირებული და იზოლირებულ მდგომარეობაშია შესწავლილი, გამოდის, რომ ისინი ემორჩილებიან ყველა ფიზიკურ და ქიმიურ კანონს, რომელიც განსაზღვრავს უსულო ნივთიერების ქცევას. თუმცა, ცოცხალ ორგანიზმებს აქვთ უჩვეულო თვისებები, რომლებიც არ არსებობს უსულო ნივთიერების დაგროვებაში: 1. უსულო გარემო (ნიადაგი, წყალი, ქანები) ჩვეულებრივ წარმოადგენს შედარებით მარტივი ქიმიური ნაერთების უწესრიგო ნარევებს, რომლებიც ხასიათდება ძალიან სუსტად გამოხატული სტრუქტურული ორგანიზაციით. ცოცხალი ორგანიზმებისთვის არის სტრუქტურის სირთულე და ორგანიზაციის მაღალი დონე. 2. ცოცხალი ორგანიზმის თითოეულ კომპონენტს აქვს განსაკუთრებული დანიშნულება და ასრულებს მკაცრად განსაზღვრულ ფუნქციას. ეს ეხება არა მხოლოდ უჯრედშიდა სტრუქტურებს (მაგალითად, ბირთვს ან უჯრედის მემბრანას), არამედ უჯრედის ცალკეულ ქიმიურ კომპონენტებს - ლიპიდებს, ცილებს და ნუკლეინის მჟავებს. მაშასადამე, ცოცხალი ორგანიზმების შემთხვევაში, თითოეული მოლეკულის ფუნქციის საკითხი საკმაოდ მართებულია. ამავდროულად, ასეთი შეკითხვა მოლეკულებთან მიმართებაში, რომლებიც ქმნიან არაცოცხალ ნივთიერებებს, იქნება შეუსაბამო და უბრალოდ უაზრო. 3. ცოცხალი ორგანიზმების მნიშვნელოვანი მახასიათებელია გარემოდან ამოღების და ენერგიის გარდაქმნის უნარი, რომელიც იხარჯება ცოცხალი არსებისთვის დამახასიათებელი რთული სტრუქტურული ორგანიზაციის აგებასა და შენარჩუნებაზე, ხოლო ნედლეულად გამოიყენება მარტივი საწყისი მასალები. არაცოცხალ მატერიას არ აქვს იგივე უნარი გამოიყენოს გარე ენერგია საკუთარი სტრუქტურის შესანარჩუნებლად. ამის საპირისპიროდ, როდესაც არაცოცხალი სისტემა შთანთქავს გარე ენერგიას, როგორიცაა სინათლე ან სითბო, ის ჩვეულებრივ გადადის ნაკლებად მოწესრიგებულ მდგომარეობაში. 4. ცოცხალი ორგანიზმების ყველაზე თვალსაჩინო თვისებაა მათი ზუსტი გამრავლების უნარი, ე.ი. წარმოებამდე 4

5 მრავალი თაობის ფორმები, მსგავსი მასით, ზომით და შინაგანი სტრუქტურით. მათი ქიმიური შემადგენლობით, ცოცხალი ორგანიზმები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან იმ გარემოსგან, რომელშიც ისინი ცხოვრობენ. ცოცხალ ორგანიზმებში აღმოჩენილია 60-ზე მეტი ქიმიური ელემენტი, რომლებიც ქმნიან დედამიწის ბიომასას. მათ შორის პირობითად გამოირჩევა ელემენტების ჯგუფი, რომლებიც გვხვდება ნებისმიერი ორგანიზმის შემადგენლობაში, მიუხედავად ამ უკანასკნელის სახეობისა და ორგანიზაციის დონისა. ეს მოიცავს C, N, H, S, P, Na, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Co, Mo, B, V, I და Cl. პირველი ექვსი ელემენტი, რომელსაც ეწოდება ორგანოგენები, განსაკუთრებულ როლს ასრულებს ბიოსისტემებში, რადგან მათგან არის აგებული ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალი ნივთიერების საფუძველს, ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები, ლიპიდები და ა.შ. ეს ელემენტები ადამიანის სხეულში არის 97.3%. აქედან: C 21.0; H 9.7; O 62.4; N 3.1; P 0.95 და S 0.16%. უსულო მატერიაში ეს ელემენტები გაცილებით ნაკლებადაა გავრცელებული. ატმოსფეროში და დედამიწის ქერქში ისინი გვხვდება მხოლოდ მარტივი, სტაბილური და ენერგიით ღარიბი არაორგანული ნაერთების სახით, როგორიცაა ნახშირორჟანგი, მოლეკულური აზოტი, კარბონატები და ნიტრატები. მომდევნო ათ ელემენტს ეწოდება "სიცოცხლის ლითონები", ისინი ძალიან მნიშვნელოვანია ბიოპოლიმერების სტრუქტურისა და ფუნქციური აქტივობის შესანარჩუნებლად. მათი წილი ორგანიზმში შეადგენს 2,4%-ს. ცოცხალ ორგანიზმებში ყველა "სიცოცხლის ლითონი" გვხვდება თავისუფალი კატიონების სახით ან წარმოადგენს კომპლექსის წარმომქმნელ იონებს, რომლებიც დაკავშირებულია ბიოლიგანდებთან. მხოლოდ ნატრიუმი და კალიუმი გვხვდება თავისუფალი კათიონების სახით; კალციუმის და მაგნიუმის კათიონები გვხვდება როგორც თავისუფალ, ისე შეკრულ მდგომარეობაში (კომპლექსების ან წყალში უხსნადი ნაერთების სახით). დარჩენილი "სიცოცხლის ლითონების" კათიონები ძირითადად სხეულის ბიოკომპლექსების ნაწილია, რომელთა სტაბილურობა ძალიან განსხვავდება. ბიომასაში ნაპოვნი დარჩენილი ელემენტები ცოცხალ ბუნებაში ასე სისტემატურად არ გვხვდება და მათი ბიოლოგიური მნიშვნელობა ხშირ შემთხვევაში ჯერ კიდევ არ არის დაზუსტებული. ორგანოგენები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ცხოვრების მოვლენებში განსაკუთრებული თვისებების კომპლექსის გამო. ორგანოგენებს ახასიათებთ მათ მიერ წარმოქმნილი ქიმიური ბმების განსაკუთრებული მრავალფეროვნება, რაც განსაზღვრავს ბიომოლეკულების მრავალფეროვნებას ცოცხალ ორგანიზმებში. შედეგად, ნახშირბადი, მაგალითად, აღემატება სილიკონს უნიკალური თვისებების მქონე შესაძლო ნაერთების რაოდენობით და მრავალფეროვნებით. მეორე ხარისხი არის ის, რომ აღნიშნული ელემენტების ატომები, მცირე ზომის, ქმნიან შედარებით მკვრივ მოლეკულებს მინიმალური ინტერატომური მანძილით. ასეთი მოლეკულები უფრო მდგრადია გარკვეული ქიმიკატების მოქმედების მიმართ 5

6 აგენტი. და ბოლოს, მესამე ხარისხი ძირითადად თანდაყოლილია P-სა და S-ში და მხოლოდ მცირე რაოდენობით N-ში და მთავრდება ამ ელემენტების საფუძველზე კონკრეტული ნაერთების წარმოქმნამდე, რომელთა დაშლის შედეგად გამოიყოფა გამოყენებული ენერგიის გაზრდილი რაოდენობა. სასიცოცხლო პროცესებისთვის. და ბოლოს, ორგანოგენები ქმნიან ძირითადად წყალში ხსნად ნაერთებს, რაც ხელს უწყობს მათ კონცენტრაციას ცოცხალ ორგანიზმებში, რომლებიც შეიცავს 60%-ზე მეტ წყალს. ცოცხალ მატერიაში რაოდენობრივი შემცველობის მიხედვით ელემენტები იყოფა სამ კატეგორიად: მაკროელემენტები, რომელთა კონცენტრაცია აღემატება 0,001%-ს (C, H, Ca, N, P, S, Mg, Na, Cl, Fe), მიკროელემენტები, რომელთა პროპორცია მერყეობს 0,001-დან 0,%-მდე (Mn, Zn, Cu, B, Mo, Co და მრავალი სხვა) და ულტრამიკროელემენტები, რომელთა შემცველობა არ აღემატება 0,%-ს (Hg, Au, U, Ra და სხვ. ). მაკროელემენტებიდან ბიომასა შეიცავს O, C, N და Ca-ს ყველაზე დიდი რაოდენობით. მათგან მხოლოდ O და Ca არის ფართოდ წარმოდგენილი დედამიწის ქერქში. ლითოსფეროში მნიშვნელოვანი რაოდენობით შემავალი მრავალი ელემენტი (Si, Al, Fe და სხვ.) გვხვდება ორგანულ სამყაროში შედარებით დაბალი კონცენტრაციით. მაკროელემენტების ძირითადი ფუნქციაა ქსოვილების აგება და ოსმოსური, წყალ-ელექტროლიტური, მჟავა-ტუტოვანი, რედოქსისა და მეტალ-ლიგანდის ჰომეოსტაზის შენარჩუნება, ანუ სხეულის ნორმალური მუდმივი შინაგანი მდგომარეობის შენარჩუნება. მიკროელემენტები ფერმენტების, ჰორმონების, ვიტამინების და სხვა ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების ნაწილია, ძირითადად, როგორც კომპლექსური აგენტები ან მეტაბოლური აქტივატორები. მიკროელემენტები არათანაბრად ნაწილდება ქსოვილებსა და ორგანოებს შორის. კვალი ელემენტების უმეტესობა მაქსიმალური კონცენტრაციით გვხვდება ღვიძლის ქსოვილში, ამიტომ ღვიძლი კვალი ელემენტების საწყობად ითვლება. ზოგიერთი მიკროელემენტი ავლენს განსაკუთრებულ მიდრეკილებას გარკვეული ქსოვილების მიმართ. მაგალითად, იოდის მომატებული შემცველობა შეინიშნება ფარისებრ ჯირკვალში, ფტორი კბილის მინანქარში, თუთია პანკრეასში, მოლიბდენი თირკმელებში, ბარიუმი ბადურაში, სტრონციუმი ძვლებში და მანგანუმი, ბრომი, ქრომი ჰიპოფიზის ჯირკვალში. . მიკროელემენტების რაოდენობრივი შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში ექვემდებარება მნიშვნელოვან რყევებს და დამოკიდებულია მთელ რიგ პირობებზე: ასაკზე, სქესზე, წელიწადისა და დღის დროზე, სამუშაო პირობებზე და ა.შ. სხეულის ქსოვილებს შორის მიკროელემენტების განაწილების ცვლილებები შეიძლება გახდეს კონკრეტული დაავადების დიაგნოსტიკური ტესტი და პროგნოზი, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასამართლო მედიცინაში. ორგანიზმში ფიზიოლოგიური პროცესების ნორმალური მიმდინარეობისას შენარჩუნებულია მიკროელემენტებით ქსოვილის გაჯერების გარკვეული დონე, ე.ი. მიკროელემენტების ჰომეოსტაზი. მოვლაში 6

7 ჰორმონი მონაწილეობს ორგანიზმში მიკროელემენტების ოპტიმალურ დონეზე. მიკროელემენტების დონეს ამ დონის ქვემოთ ან ზემოთ აქვს სერიოზული შედეგები ადამიანის ჯანმრთელობაზე. ცოცხალი ორგანიზმების ელემენტარულ შემადგენლობასა და გარემოს შორის არსებობს გარკვეული კავშირი, რაც მიუთითებს ცოცხალი და უსულო ბუნების ერთიანობაზე. მაგალითად, ის ელემენტები, რომლებიც ადვილად ქმნიან წყალში ხსნად და აირისებრ ნაერთებს, ქმნიან ბიოსფეროს ძირითად ნაწილს (C, N, P, S), თუმცა მათი შემცველობა დედამიწის ქერქში შედარებით მცირეა. ელემენტები, რომლებიც არ წარმოქმნიან წყალში ხსნად ნაერთებს, გავრცელებულია არაორგანულ ბუნებაში და მცირე რაოდენობით გვხვდება ორგანიზმებში (Si, Fe, Al). გარკვეული კავშირი დამყარდა ელემენტების ბიოლოგიურ როლსა და მათ ადგილს მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში: ქიმიური ელემენტების რაოდენობრივი შემცველობა ორგანიზმში უკუპროპორციულია მათი სერიული ნომრების. ორგანული სამყარო აგებულია ძირითადად მსუბუქი ელემენტებისაგან. შემთხვევების აბსოლუტურ უმრავლესობაში, იმავე ქვეჯგუფში მსუბუქი ელემენტებიდან მძიმეზე გადასვლისას, ელემენტების ტოქსიკურობა იზრდება და პარალელურად მცირდება მათი შემცველობა ცოცხალ ორგანიზმებში (Zn, Cd, Hg). ზოგიერთი ქვეჯგუფის ელემენტები ცვლის ერთმანეთს ბიოლოგიურ ობიექტებში (Ca, Sr, Ba). ამრიგად, ორგანიზმების მიერ გარკვეული ქიმიური ელემენტების გამოყენებისას გადამწყვეტი მნიშვნელობა დაკავშირებულია მათ ხელმისაწვდომობასთან გარემოში ორგანიზმებისთვის, აგრეთვე ორგანიზმების შერჩევითად შთანთქმის და კონცენტრირების უნართან. ქიმიის თვალსაზრისით, ელემენტების ბუნებრივი გადარჩევა მოდის იმ ელემენტების შერჩევაზე, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან, ერთი მხრივ, საკმარისად ძლიერი და, მეორე მხრივ, ლაბილური ქიმიური ბმები. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მრავალი მაკრო და მიკროელემენტი, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ მატერიას, წარმოდგენილია ამ უკანასკნელში სხვადასხვა ქიმიური ნაერთების სახით. ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიური კომპონენტების უმეტესობა არის ორგანული ნაერთები, რომლებშიც ნახშირბადი და აზოტი წყალბადირებულია. ყველა ორგანული ბიომოლეკულა საბოლოოდ წარმოიქმნება ძალიან მარტივი დაბალი მოლეკულური წონის წინამორბედებისგან, რომლებიც მიიღება გარე გარემოდან, კერძოდ, CO 2, წყალი და ატმოსფერული აზოტი. ეს წინამორბედები თანმიმდევრულად გარდაიქმნება შუალედური პროდუქტების სერიის მეშვეობით მზარდი მოლეკულური წონის ბიომოლეკულებად, რომლებიც ასრულებენ სამშენებლო ბლოკების როლს, ე.ი. საშუალო მოლეკულური წონის ორგანულ ნაერთებად. 7

8 შემდგომში, ეს სამშენებლო ბლოკები ერთმანეთთან დაკავშირებულია კოვალენტური ბმებით, ქმნიან მაკრომოლეკულებს შედარებით მაღალი მოლეკულური მასით. მაგალითად, ამინომჟავები არის სამშენებლო ბლოკები, საიდანაც წარმოიქმნება ცილები; მონონუკლეოტიდები ემსახურებიან ნუკლეინის მჟავების სამშენებლო ბლოკებს, მონოსაქარიდები პოლისაქარიდების სამშენებლო ბლოკად, ხოლო ცხიმოვანი მჟავები ლიპიდების უმეტესობის სამშენებლო ბლოკად. რამდენიმე მარტივ მოლეკულას, რომელიც მაკრომოლეკულების სამშენებლო ბლოკად მოქმედებს, კიდევ ერთი შესანიშნავი თვისება აქვს. ყველა მათგანი ჩვეულებრივ ასრულებს რამდენიმე ფუნქციას უჯრედებში. ამრიგად, ამინომჟავები ემსახურება არა მხოლოდ ცილის მოლეკულების სამშენებლო ბლოკებს, არამედ ჰორმონების, ალკალოიდების, პორფინების, პიგმენტების და მრავალი სხვა ბიომოლეკულის წინამორბედებს, ხოლო მონონუკლეოტიდები გამოიყენება არა მხოლოდ ნუკლეინის მჟავების სამშენებლო ბლოკად, არამედ როგორც კოენზიმები და ენერგია. შესანახი ნივთიერებები. ამიტომ, როგორც ჩანს, სავარაუდოა, რომ ბიომოლეკულები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც სამშენებლო ბლოკები, შეირჩა ევოლუციის დროს მათი უნარის შესასრულებლად ერთზე მეტი ფუნქციის შესასრულებლად. ცოცხალი ორგანიზმები ჩვეულებრივ არ შეიცავს არაფუნქციურ ნაერთებს, თუმცა არის ბიომოლეკულები, რომელთა ფუნქციები ჯერ კიდევ უცნობია. ორგანიზაციის შემდეგ, უფრო მაღალ დონეზე, მაკრომოლეკულები, რომლებიც მიეკუთვნებიან სხვადასხვა ჯგუფს, ერწყმის ერთმანეთს და ქმნიან სუპრამოლეკულურ კომპლექსებს. მაგალითად, ლიპოპროტეინები არის ლიპიდების და ცილების კომპლექსები, ან რიბოსომები არის ნუკლეინის მჟავების და ცილების კომპლექსები. სუპრამოლეკულურ კომპლექსებში შემადგენელი მაკრომოლეკულები არ აკავშირებენ ერთმანეთს კოვალენტური ბმების გამოყენებით; მათ „ერთად იკავებენ“ იონური ურთიერთქმედების სუსტი არაკოვალენტური ძალები, წყალბადის ბმები, ჰიდროფობიური ურთიერთქმედებები და ვან დერ ვალცის ძალები. თუმცა, მაკრომოლეკულების არაკოვალენტური შეკავშირება სუპრამოლეკულურ კომპლექსებთან ძალზე სპეციფიკური და, როგორც წესი, ძალიან სტაბილურია კომპლექსის ცალკეული ნაწილების ფრთხილად გეომეტრიული „მორგების“ ან კომპლემენტარობის გამო. უჯრედული სტრუქტურის იერარქიაში ორგანიზაციის უმაღლეს დონეზე, სხვადასხვა სუპრამოლეკულური კომპლექსები გაერთიანებულია ორგანელებში (ბირთვები, მიტოქონდრია, ქლოროპლასტები) ან სხვა სხეულებსა და ჩანართებში (ლიზოსომები, მიკროსხეულები და ვაკუოლები). დადგენილია, რომ ყველა ამ სტრუქტურის სხვადასხვა კომპონენტი ასევე გაერთიანებულია ძირითადად არაკოვალენტური ურთიერთქმედების გზით. ყველა მაკრომოლეკულიდან ცილები ყველაზე გავრცელებულია ცოცხალ ორგანიზმებში და ეს ეხება ყველა ტიპის უჯრედს. აღმოჩნდა, რომ ოთხივე ძირითადი ტიპის ბიოლოგიური მაკრომოლეკულა გვხვდება სხვადასხვა 8-ში

9 უჯრედი დაახლოებით იგივე პროპორციებით, გარდა ცოცხალი ორგანიზმების „არაცოცხალი“ ნაწილებისა - ეგზოჩონჩხი, ძვლის მინერალური კომპონენტები, უჯრედგარე სტრუქტურები (თმა, ბუმბული), აგრეთვე ინერტული სარეზერვო ნივთიერებები, როგორიცაა სახამებელი და ცხიმი. ბიომაკრომოლეკულების ოთხი ძირითადი კლასის ფუნქციები ყველა უჯრედში ასევე იდენტური აღმოჩნდა. ამრიგად, ნუკლეინის მჟავების უნივერსალური ფუნქციაა გენეტიკური ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა. ცილები არის პირდაპირი პროდუქტები, ასევე გენების მოქმედების „განმხორციელებლები“, რომლებიც შეიცავს გენეტიკურ ინფორმაციას. ცილების უმეტესობა დაჯილდოებულია სპეციფიკური კატალიზური აქტივობით და ფუნქციონირებს როგორც ფერმენტები; დარჩენილი ცილები ემსახურება როგორც სტრუქტურულ ელემენტებს. პოლისაქარიდები ასრულებენ ორ ძირითად ფუნქციას. ზოგიერთი მათგანი (მაგალითად, სახამებელი) ემსახურება როგორც ფორმას, რომელშიც ინახება უჯრედის სიცოცხლისთვის აუცილებელი „საწვავი“, ზოგი კი (მაგალითად, ცელულოზა) ქმნის უჯრედგარე სტრუქტურულ კომპონენტებს. რაც შეეხება ლიპიდებს, ისინი ემსახურებიან, პირველ რიგში, როგორც მემბრანების ძირითად სტრუქტურულ კომპონენტებს და, მეორეც, როგორც ენერგიით მდიდარი „საწვავის“ სარეზერვო ფორმას. ყოველივე ნათქვამიდან ირკვევა, რომ უჯრედის მოლეკულური ორგანიზაციის მთელი სირთულის მიუხედავად, მას ახასიათებს საწყისი სიმარტივე, რადგან მისი ათასობით სხვადასხვა მაკრომოლეკულა აგებულია რამდენიმე ტიპის მარტივი სამშენებლო ბლოკის მოლეკულებისგან. აშკარაა, რომ თითოეული ტიპის ორგანიზმის მუდმივობა შენარჩუნებულია ნუკლეინის მჟავების და ცილების უნიკალური ნაკრების არსებობის გამო. მოლეკულების ფუნქციური მრავალფეროვნების ქვეშ, რომლებიც სამშენებლო ბლოკებია, დევს მოლეკულური ეკონომიის პრინციპი. ალბათ, ცოცხალი უჯრედები შეიცავს ყველა შესაძლო მოლეკულას შორის უმარტივეს ტიპთა უმცირეს რაოდენობას, რაც საკმარისია გარკვეულ გარემო პირობებში არსებობის დამახასიათებელი ფორმის უზრუნველსაყოფად, ე.ი. სახეობის სპეციფიკა. ნაერთების ძირითადი ტიპები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ორგანიზმებს, არის: ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები, ლიპიდები (ცხიმები და ცხიმის მსგავსი ნივთიერებები), წყალი, მინერალური მარილები. მათ გარდა ორგანიზმებში მცირე რაოდენობით აღმოჩნდა ნახშირწყალბადები, ალკოჰოლები, კარბოქსილის მჟავები, კეტომჟავები, ამინომჟავები, ამინები, ალდეჰიდები, კეტონები და სხვა ნაერთები. ცხოველთა, მცენარეთა და მიკროორგანიზმების ზოგიერთ სახეობაში ასეთი ნივთიერებები გროვდება მნიშვნელოვანი რაოდენობით და შეიძლება იყოს სისტემატური მახასიათებელი. ეთერზეთები, ალკალოიდები და ტანინები მხოლოდ მცენარეებში იყო ნაპოვნი. მეტაბოლიზმის დასარეგულირებლად, ყველა ცოცხალ ორგანიზმში მცირე რაოდენობით არის ჰორმონები, ფერმენტები, ვიტამინები და ანტიბიოტიკები. ხსენებული 9-დან ბევრი

10 ნაერთს აქვს ძლიერი ფიზიოლოგიური ეფექტი და მოქმედებს როგორც სასიცოცხლო პროცესების ამაჩქარებელი ან შემაფერხებელი. ისინი ზოგჯერ შერწყმულია ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთების სახელწოდებით, თუმცა ქიმიურად ისინი ძალიან მრავალფეროვანია. ნაერთებს შორის, რომლებიც ქმნიან ორგანიზმებს, ჩვეულებრივია განასხვავოთ პლასტიკური და ენერგიული ნივთიერებები. პლასტიკური ნივთიერებები ემსახურება როგორც სამშენებლო მასალას უჯრედშიდა სტრუქტურების, უჯრედებისა და ქსოვილების ფორმირებაში. ეს არის ძირითადად ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ზოგიერთი სახის ლიპიდები და მაღალი მოლეკულური წონის ნახშირწყლები. ენერგეტიკული ნივთიერებები მოქმედებენ როგორც ენერგიის მიმწოდებლები სიცოცხლის პროცესებისთვის. ეს მოიცავს დაბალმოლეკულურ წონას (ნახშირწყლებს) და ზოგიერთ მაღალმოლეკულურ წონას (გლიკოგენი, სახამებელი) ნახშირწყლები და ლიპიდების (ძირითადად ცხიმები) გარკვეული ჯგუფების მეტაბოლიზმი. მეტაბოლიზმი. ნივთიერებათა ცვლის კატაბოლური და ანაბოლური გზები სიცოცხლის პროცესში ნივთიერებათა გარდაქმნების ერთობლიობას, რომელიც ასახავს ორგანიზმის ურთიერთობას გარე გარემოსთან, ეწოდება მეტაბოლიზმი ან მეტაბოლიზმი. მეტაბოლიზმი არის მრავალი, მჭიდროდ დაკავშირებული ბიოქიმიური პროცესის რთული ანსამბლი (დაჟანგვა, შემცირება, დაშლა, მოლეკულების გაერთიანება, ჯგუფების ინტერმოლეკულური გადაცემა და ა.შ.), რომელიც აკავშირებს ბიოლოგიურად აქტიური ბუნებრივი ნაერთების ყველა კლასის წარმომადგენლებს ერთ სისტემაში. მეტაბოლიზმი არის უაღრესად ინტეგრირებული და მიზანმიმართული პროცესი, რომელიც მოიცავს მრავალ ფერმენტულ სისტემას. ამ გარდაქმნებში წამყვანი როლი ეკუთვნის ცილებს. ფერმენტული ცილების კატალიზური ფუნქციის წყალობით, მიმდინარეობს დაშლის და ბიოსინთეზის პროცესები. ნუკლეინის მჟავების დახმარებით სახეობების სპეციფიკა იქმნება ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოპოლიმერების ბიოსინთეზში. ნახშირწყლებისა და ლიპიდების ცვლის შედეგად მუდმივად განახლდება ქიმიური გარდაქმნების უნივერსალური ენერგიის დონორი ატფ-ის (ადენოზინტრიფოსფატი) მარაგი (ნახ. 1.1). ნივთიერებათა ცვლის დროს მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედებში, ქსოვილებსა და ორგანოებში წარმოქმნილ ნივთიერებებს მეტაბოლიტები ეწოდება. მეტაბოლიტები ორგანიზმში ნაპოვნი ბუნებრივი ნივთიერებებია. ბუნებრივი და სინთეზური წარმოშობის ნივთიერებებს, რომლებიც აგებულებით ახლოს არიან მეტაბოლიტებთან და კონკურენციას უწევენ მათ ბიოქიმიურ პროცესებში, ეწოდება ანტიმეტაბოლიტები. 10

11 H 2 N N N N N N CH 2 --P--P--P-H H H H H H H ნახ. 1.1. ადენოზინტრიფოსფორის მჟავა (ATP) მეტაბოლიზმი ასრულებს ოთხ სპეციფიკურ ფუნქციას: ა) ენერგიის მოპოვება გარემოდან (ორგანული ნივთიერებების ქიმიური ენერგიის სახით ან მზის სხივებისგან ენერგიის სახით); ბ) ეგზოგენური ნივთიერებების „სამშენებლო ბლოკად“ გადაქცევა, ე.ი. უჯრედის მაკრომოლეკულური კომპონენტების წინამორბედები; გ) ცილების, ნუკლეინის მჟავების, ცხიმების და სხვა უჯრედული კომპონენტების შეკრება ამ სამშენებლო ბლოკებიდან; დ) იმ ბიომოლეკულების განადგურება, რომლებიც „გამომუშავდა“ და აღარ არის საჭირო მოცემული უჯრედის სხვადასხვა სპეციფიკური ფუნქციების შესასრულებლად. ბიოქიმიური გარდაქმნების ურთიერთმიმართება და ურთიერთდამოკიდებულება, ორგანული ნაერთების ერთი კლასიდან მეორეზე გადასვლის შესაძლებლობა მეტაბოლიზმის დამახასიათებელი ნიშნებია. ორგანიზმში ბიოქიმიური პროცესების ზოგადი მიმდინარეობა, რომელიც რეგულირდება შინაგანი და გარეგანი ფაქტორებით, არის ერთიანი განუყოფელი მთლიანობა, ხოლო ორგანიზმი თვითრეგულირებადი სისტემაა, რომელიც თავის არსებობას მეტაბოლიზმის მეშვეობით ინარჩუნებს. ცოცხალი უჯრედის მეტაბოლიზმი (მეტაბოლიზმი) ძირითადად შედგება რეაქციების ორი ნაკადისგან: კატაბოლური და ანაბოლური. მეტაბოლური რეაქციების თანმიმდევრობა მსგავსია ყველა ცოცხალ ფორმაში. კატაბოლური გზები (კატაბოლიზმი) არის დეგრადაციის და დისიმილაციის პროცესები. ეს არის საკვების შედარებით დიდი მოლეკულების (ნახშირწყლები, ცხიმები და ცილები) ფერმენტული დაშლა, რომელიც ძირითადად ჟანგვის რეაქციების გზით ხორციელდება. ჟანგვის დროს დიდი მოლეკულები იშლება პატარა მოლეკულებად. ამ შემთხვევაში გამოიყოფა თავისუფალი ენერგია, რომელიც ენერგიის სახით ინახება ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) ფოსფატური ბმებიდან. დაგროვილი ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცხოვრების პროცესებში. საკვები ნივთიერებების უმეტესობის კატაბოლიზმი მოიცავს სამ ძირითად ეტაპს. პირველ ეტაპზე მაღალი მოლეკულური წონის კომპონენტები იშლება მათ შემადგენელ სამშენებლო ბლოკებად. ცილები, მაგალითად, იშლება ამინომჟავებად, პოლისაქარიდები ჰექსოზებად ან პენტოზებად, ლიპიდები ცხიმოვან მჟავებად, გლიცირინად და სხვა კომპონენტებად. თერთმეტი

12 მეორე ეტაპზე (შუალედური გაცვლის საწყის ეტაპზე), პირველ ეტაპზე წარმოქმნილი პროდუქტების დიდი რაოდენობა გარდაიქმნება უფრო მარტივ მოლეკულებად, რომელთა ტიპების რაოდენობა შედარებით მცირეა. ამრიგად, ჰექსოზები, პენტოზები და გლიცეროლი, განადგურებისას, ჯერ გარდაიქმნება გლიცერალდეჰიდ-3-ფოსფატად, შემდეგ კი შემდგომში იყოფა აცეტილ ჯგუფად, რომელიც არის კოენზიმის აცეტილ-კოენზიმის A (აცეტილ-კოა), არაცილოვანი ნაწილი. კატალიზზე პასუხისმგებელი კომპლექსური ფერმენტის კომპონენტი. NH 2 CH 3 -C-S-(CH 2 CH 2 NH-C) 2 -CH-C-CH 2 -(-P) 2 --CH 2 H CH 3 CH 3 აცეტილ კოენზიმი A H H H P H N N H H H H ოცი განსხვავებული ამინომჟავა ასევე მოცემულია მხოლოდ რამდენიმე საბოლოო პროდუქტის დაშლა, კერძოდ, აცეტილ-კოა, კეტოგლუტარის, სუქცინის, ფუმარინის და ოქსილოძმარმჟავას. მესამე ეტაპზე (შუალედური გაცვლის საბოლოო ფაზა) მეორე ეტაპზე წარმოქმნილი პროდუქტები იჟანგება ნახშირორჟანგამდე და წყალში. ანაბოლური გზები (ანაბოლიზმი) არის სინთეზის და ასიმილაციის პროცესები. ეს არის შედარებით დიდი უჯრედული კომპონენტების (მაგალითად, პოლისაქარიდების, ნუკლეინის მჟავების, ცილების ან ცხიმების) ფერმენტული სინთეზი მარტივი წინამორბედებისგან. იმის გამო, რომ ანაბოლური პროცესები იწვევს მოლეკულების ზომის ზრდას და მათი სტრუქტურის გართულებას, ეს პროცესები დაკავშირებულია ენტროპიის დაქვეითებასთან და თავისუფალი ენერგიის მოხმარებასთან, რომელიც მიეწოდება ენერგიის სახით. ATP-ის ფოსფატური ბმები. ანაბოლიზმი ასევე შედგება სამი ეტაპისგან, ხოლო კატაბოლიზმის მესამე ეტაპზე წარმოქმნილი ნაერთები ანაბოლიზმის პროცესში საწყისი ნივთიერებებია. ანუ კატაბოლიზმის მესამე ეტაპი არის ამავე დროს ანაბოლიზმის პირველი, საწყისი ეტაპი. ცილების სინთეზი, მაგალითად, ამ ეტაპზე იწყება -კეტო მჟავებით, რომლებიც არიან -ამინომჟავების წინამორბედები. ანაბოლიზმის მეორე სტადიაზე კეტო მჟავები სხვა ამინომჟავებით აითვისება ორგანიზმისთვის ამჟამად აუცილებელ ამინომჟავებამდე, ხოლო მესამე ეტაპზე N N 12.

ბოლო 13 სტადიაზე ამინომჟავები ერწყმის პეპტიდურ ჯაჭვებს, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ამინომჟავების დიდი რაოდენობით. კატაბოლიზმისა და ანაბოლიზმის გზები, როგორც წესი, არ არის იგივე. ცნობილია, მაგალითად, რომ გლიკოგენის რძემჟავად დაშლის პროცესში მონაწილეობს 12 ფერმენტი, რომელთაგან თითოეული კატალიზებს ამ პროცესის ცალკეულ ეტაპს. შესაბამისი ანაბოლური პროცესი, ე.ი. რძემჟავა გლიკოგენის სინთეზისას გამოიყენება სინთეზის მხოლოდ 9 ფერმენტული სტადია, რაც წარმოადგენს კატაბოლიზმის შესაბამისი სტადიების უკუქცევას; 3 გამოტოვებული საფეხური ჩანაცვლებულია სრულიად განსხვავებული ფერმენტული რეაქციებით, რომლებიც გამოიყენება მხოლოდ ბიოსინთეზისთვის. იმისდა მიუხედავად, რომ კატაბოლური და ანაბოლური გზები არ არის იდენტური, ისინი დაკავშირებულია საერთო მესამე ეტაპით - ეგრეთ წოდებული ცენტრალური ან ამფიბოლური გზებით (ბერძნულიდან "ამფი" ორივე). ორივე კატაბოლიზმი და ანაბოლიზმი შედგება ორი ერთდროულად მიმდინარე და ურთიერთდაკავშირებული პროცესისგან, რომელთაგან თითოეული შეიძლება განიხილებოდეს ცალკე. ერთ-ერთი მათგანია ფერმენტული რეაქციების თანმიმდევრობა, რომელიც იწვევს მოცემული ბიომოლეკულის კოვალენტური ხერხემლის განადგურებას ან სინთეზს, შესაბამისად. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება მეტაბოლიტები. გარდაქმნების მთელი ჯაჭვი გაერთიანებულია სახელწოდებით შუალედური მეტაბოლიზმი. მეორე პროცესი არის ენერგიის გარდაქმნა, რომელიც თან ახლავს შუალედური მეტაბოლიზმის თითოეულ ფერმენტულ რეაქციას. კატაბოლიზმის ზოგიერთ სტადიაზე მეტაბოლიტების ქიმიური ენერგია ინახება (ჩვეულებრივ, ფოსფატური ბმის ენერგიის სახით), ხოლო ანაბოლიზმის გარკვეულ სტადიებზე ის მოიხმარება. მეტაბოლიზმის ამ მხარეს ჩვეულებრივ ენერგეტიკულ დაწყვილებას უწოდებენ. შუალედური მეტაბოლიზმი და ენერგიის დაწყვილება ურთიერთდაკავშირებული და ურთიერთდამოკიდებული ცნებებია. ანაბოლიზმისა და კატაბოლიზმის კავშირი ხდება სამ დონეზე: 1. ენერგიის წყაროების დონეზე (კატაბოლიზმის პროდუქტები შეიძლება იყოს ანაბოლური რეაქციების საწყისი სუბსტრატები); 2. ენერგეტიკულ დონეზე (კატაბოლიზმი წარმოქმნის ATP-ს და სხვა მაღალენერგეტიკულ ნაერთებს; ანაბოლური პროცესები მოიხმარს მათ); 3. შემცირების ეკვივალენტების დონეზე (კატაბოლიზმის ოქსიდაციური რეაქციები, ანაბოლიზმის შემცირების რეაქციები) ცოცხალი ორგანიზმის მეტაბოლიზმისთვის სპეციფიკურია რეაქციების კოორდინაცია დროში და სივრცეში, რომელიც მიზნად ისახავს ერთი მიზნის მიღწევას - თვითგანახლებას, თვითგანახლებას. - ცოცხალი სისტემის (ორგანიზმის, უჯრედის) შენარჩუნება. ცალკეული ბიოქიმიური პროცესები ლოკალიზებულია უჯრედის გარკვეულ უბნებში. მრავალი მემბრანა უჯრედს 13 ნაწილად ყოფს

14 კუპე. უჯრედში ერთდროულად, ერთმანეთში ჩარევის გარეშე, სივრცითი განცალკევების (კომპარმენტალიზაციის) გამო ხდება სხვადასხვა ბიოქიმიური რეაქციები, ხშირად საპირისპირო ხასიათის. მაგალითად, ცხიმოვანი მჟავების აცეტატში დაჟანგვა კატალიზებულია მიტოქონდრიაში ლოკალიზებული ფერმენტების ნაკრებით, ხოლო აცეტატიდან ცხიმოვანი მჟავების სინთეზს ახორციელებს ციტოპლაზმაში ლოკალიზებული ფერმენტების სხვა ნაკრები. სხვადასხვა ლოკალიზაციის გამო, შესაბამისი კატაბოლური და ანაბოლური პროცესები შეიძლება მოხდეს უჯრედში ერთდროულად და ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად. ეს არის ბიოქიმიური რეაქციების სივრცითი კოორდინაცია. დროთა განმავლობაში კოორდინაცია მნიშვნელოვანია. ინდივიდუალური ბიოქიმიური პროცესები ხდება მკაცრად განსაზღვრული დროის თანმიმდევრობით, ქმნიან ურთიერთდაკავშირებული რეაქციების გრძელ ჯაჭვებს. ნახშირწყლების გლიკოლიზი ხდება 11 ეტაპად, მკაცრად ერთმანეთის მიყოლებით. ამ შემთხვევაში წინა ეტაპი ქმნის პირობებს შემდეგის განხორციელებისთვის. გარდა ამისა, ცოცხალი ორგანიზმი არის თვითრეგულირებადი ღია სტაციონარული სისტემა. ღია სისტემა, რადგან სხეული მუდმივად და განუწყვეტლივ ცვლის საკვებ ნივთიერებებს და ენერგიას გარე გარემოსთან. ამ შემთხვევაში, ნივთიერებებისა და ენერგიის გადაცემის სიჩქარე გარემოდან სისტემაში ზუსტად შეესაბამება სისტემიდან ნივთიერებებისა და ენერგიის გადაცემის სიჩქარეს, ანუ ეს არის სტაციონარული სისტემა. ამრიგად, ცოცხალი ორგანიზმისთვის დამახასიათებელი ჰომეოსტაზი არის სხეულის შიდა გარემოს შემადგენლობის მუდმივობა, ბიოქიმიური პარამეტრების სტაბილურობა და სტაბილურობა. მაგალითად, სისხლის pH = , გლუკოზის შემცველობა არის დაახლოებით 5 მმ ლ (90 მგ / 100 მლ). თუ გარემო პირობები იცვლება, მაშინ იცვლება ორგანიზმში ინდივიდუალური რეაქციების სიჩქარე და, შესაბამისად, იცვლება ნივთიერებების სტაციონარული კონცენტრაციები. შემდეგ მოქმედებენ ცოცხალი უჯრედის მგრძნობიარე მექანიზმები, რომლებიც აღმოაჩენენ კონცენტრაციის ცვლილებას და ანაზღაურებენ მათ და უბრუნებენ მათ ნორმალურ მდგომარეობას. ხდება თვითრეგულირება. ამრიგად, ცოცხალი ორგანიზმის ბიოქიმიური პარამეტრების მუდმივობა არ არის სტატიკური, პასიური, არამედ დინამიური.ცოცხალი ორგანიზმების კლასიფიკაცია დედამიწაზე მცხოვრები ყველა ორგანიზმის უჯრედები, სიცოცხლისთვის გამოყენებული ნახშირბადის წყაროებიდან გამომდინარე, იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად: ავტოტროფული („საკვები საკუთარი თავის“) და ჰეტეროტროფული („სხვების ხარჯზე კვება“) ორგანიზმები. ავტოტროფული ორგანიზმების უჯრედებს შეუძლიათ გამოიყენონ CO 2, როგორც ნახშირბადის ერთადერთი წყარო, საიდანაც მათ შეუძლიათ შექმნან ყველა 14.

15 ნახშირბადის შემცველი კომპონენტი. ჰეტეროტროფული ორგანიზმების უჯრედებს არ შეუძლიათ CO 2-ის შეთვისება და უნდა მიიღონ ნახშირბადი საკმაოდ რთული შემცირებული ორგანული ნაერთების სახით, როგორიცაა გლუკოზა. ავტოტროფებს შეუძლიათ დამოუკიდებელი არსებობა, ხოლო ჰეტეროტროფებმა, ნახშირბადის ნაერთების გარკვეული ფორმების საჭიროებით, უნდა გამოიყენონ სხვა ორგანიზმების ნარჩენები. ყველა ფოტოსინთეზური ორგანიზმი და ზოგიერთი ბაქტერია იწვევს ავტოტროფიულ ცხოვრების წესს; უმაღლესი ცხოველები და მიკროორგანიზმების უმეტესობა ჰეტეროტროფებია. მეორე მახასიათებელი, რომლის საფუძველზეც ხდება ორგანიზმების კლასიფიცირება, არის მათი კავშირი ენერგიის წყაროებთან. ორგანიზმებს, რომელთა უჯრედები იყენებენ სინათლეს, როგორც ენერგიის წყაროს, ეწოდება ფოტოტროფული, ხოლო ორგანიზმებს, რომელთა უჯრედები იღებენ ენერგიას რედოქსული რეაქციების შედეგად, ეწოდება ქიმიოტროფული. ორივე ეს კატეგორია თავის მხრივ იყოფა ჯგუფებად, რაც დამოკიდებულია ელექტრონის დონორების ბუნებაზე, რომლებსაც ისინი იყენებენ ენერგიის წარმოებისთვის. ქიმიოტროფებს, რომლებშიც მხოლოდ რთული ორგანული მოლეკულები (მაგალითად, გლუკოზა) შეიძლება იყოს ელექტრონის დონორი, ეწოდება ქიმიოორგანოტროფები. ორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიყენონ მოლეკულური წყალბადი, გოგირდი ან ნებისმიერი მარტივი არაორგანული ნაერთი, როგორიცაა წყალბადის სულფიდი და ამიაკი, როგორც ელექტრონის დონორებს, კლასიფიცირდება როგორც ქიმიოლითოტროფები (ბერძნულიდან "lithos" - ქვა). ორგანიზმების დიდი უმრავლესობა არის ფოტოლითოტროფები ან ქიმიოორგანოტროფები. დანარჩენი ორი ჯგუფი შედარებით ცოტა სახეობას მოიცავს. თუმცა, ეს რამდენიმე სახეობა საკმაოდ გავრცელებულია ბუნებაში. ზოგიერთი მათგანი უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოსფეროში. ეს არის, კერძოდ, ნიადაგის მიკროორგანიზმები, რომლებიც აფიქსირებენ მოლეკულურ აზოტს და აჟანგებენ ამიაკის ნიტრატებად. ქიმიოორგანოტროფები, რომლებსაც უფრო ხშირად ჰეტეროტროფებს უწოდებენ, თავის მხრივ იყოფა ორ დიდ კლასად: აერობები და ანაერობები. მაშინ როცა აერობები იყენებენ მოლეკულურ ჟანგბადს, როგორც საბოლოო ელექტრონის მიმღებს, ანაერობები იყენებენ ზოგიერთ სხვა ნივთიერებას. ბევრი უჯრედი შეიძლება არსებობდეს როგორც აერობულ, ასევე ანაერობულ პირობებში, ე.ი. შეუძლია გამოიყენოს ჟანგბადი ან ორგანული ნივთიერებები ელექტრონის მიმღებად. ასეთ უჯრედებს ფაკულტატურ ანაერობებს უწოდებენ. ჰეტეროტროფული უჯრედების უმეტესობა, განსაკუთრებით უმაღლესი ორგანიზმების უჯრედები, ფაკულტატური ანაერობებია; როდესაც ჟანგბადი ხელმისაწვდომია, ისინი იყენებენ მას. ბუნებაში არსებული ყველა ცოცხალი ორგანიზმი ერთგვარად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან კვების თვალსაზრისით. მთლიანობაში ბიოსფეროს გათვალისწინებით, შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ 15

16 ფოტოსინთეზური და ჰეტეროტროფული უჯრედი ერთმანეთს კვებავს. პირველი ქმნის ორგანულ ნივთიერებებს, როგორიცაა გლუკოზა, ატმოსფერული ნახშირორჟანგისაგან და ათავისუფლებს ჟანგბადს; ეს უკანასკნელი იყენებს ფოტოსინთეზური უჯრედების მიერ გამომუშავებულ ჟანგბადს და გლუკოზას და ატმოსფეროში აბრუნებს CO 2-ს. ბიოსფეროში ნახშირბადის ციკლი დაკავშირებულია ენერგეტიკულ ციკლთან. მზის ენერგია, რომელიც ფოტოსინთეზის დროს გარდაიქმნება გლუკოზის და სხვა ფოტორედუქციის პროდუქტების ქიმიურ ენერგიად, გამოიყენება ჰეტეროტროფების მიერ მათი ენერგეტიკული მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. ამრიგად, მზის სინათლე საბოლოო ჯამში არის ენერგიის წყარო ყველა უჯრედისთვის, როგორც ავტოტროფული, ასევე ჰეტეროტროფული. ბუნების ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ურთიერთდამოკიდებულებას კვებასთან მიმართებაში ეწოდება სინტროფია.ენერგიის წყაროები და მისი ტრანსფორმაცია ცოცხალ უჯრედში ბიოქიმიური რეაქციები ჩვეულებრივ ხდება იზობარულ იზოთერმულ პირობებში. ამ პირობებში სისტემის ენერგეტიკული მდგომარეობა ხასიათდება ენთალპიით, ხოლო სისტემის უწესრიგობის საზომი არის ამ სისტემის ენტროპიისა და ტემპერატურის პროდუქტი. ფუნქცია, რომელიც ითვალისწინებს ორივე მახასიათებელს და მათი ცვლილების ტენდენციას სპონტანური პროცესების დროს არის გიბსის ენერგია G, რომელსაც ასევე უწოდებენ იზობარიულ-იზოთერმული პოტენციალს ან თავისუფალ ენერგიას: G = H - TS სხვა თერმოდინამიკური პარამეტრების და დამახასიათებელი ფუნქციების მსგავსად. სისტემის მდგომარეობა, გიბსის ენერგიის ცვლილება ნებისმიერი პროცესის შედეგად განისაზღვრება მხოლოდ სისტემის საბოლოო და საწყისი მდგომარეობით, პროცესის გზის მიუხედავად: G p = G დასასრული G დაწყება ბიოქიმიური რეაქციების თანხლებით. გიბსის ენერგიის შემცირებას (G p 0) ეწოდება ეგზერგონიული რეაქციები; ისინი შეიძლება მოხდეს სპონტანურად და შეუქცევადად. რაც უფრო დიდია ბიოქიმიური სისტემის გიბსის ენერგიის მნიშვნელობა საწყის მდგომარეობაში (Ginit) მის მნიშვნელობასთან შედარებით საბოლოო მდგომარეობაში (Gfin), მით მეტია ქიმიური კავშირი განსახილველ სისტემაში რეაგენტებს შორის, ე.ი. მათი რეაქტიულობა. ბიოქიმიურ რეაქციებს, რომელსაც თან ახლავს გიბსის ენერგიის მატება, ეწოდება ენდრგონიული (G p 0) და ისინი შეუძლებელია ენერგიის გარე მიწოდების გარეშე. ასეთი რეაქციების განვითარებისთვის საჭიროა ენერგიის მუდმივი მიწოდება. 16

17 ცოცხალ სისტემებში ენდრგონული რეაქციები ხდება ეგზერგონიულ რეაქციებთან მათი შეერთების გამო. ასეთი კონიუგაცია შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ორივე რეაქციას აქვს რაიმე საერთო შუალედური ნაერთი და კონიუგატური რეაქციების ყველა სტადიაზე მთლიანი პროცესი ხასიათდება უარყოფითი გიბსის ენერგიის მნიშვნელობით (G resist.p 0). ჰეტეროტროფული უჯრედები საჭირო ენერგიას ძირითადად საკვების დაჟანგვის გზით იღებენ, ხოლო ავტოტროფული (პროტოტროფული) უჯრედებისთვის ენერგიის წყარო ხშირად მზის შუქია. მიღებული ენერგია საკმაოდ კარგი ეფექტურობით (40%) გარკვეული უჯრედების მიერ გარდაიქმნება ქიმიურ ენერგიად მათში ატფ-ის სინთეზის გამო. ეს ნაერთი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მოქმედებს როგორც ენერგიის აკუმულატორი, ვინაიდან წყალთან ურთიერთქმედებისას, ე.ი. ჰიდროლიზი, წარმოიქმნება ადენოზინის დიფოსფორის (ADP) და ფოსფორის (P) მჟავები და გამოიყოფა ენერგია. ATP + H 2 O ADP + P ATP + 2H 2 O AMP + P + P G G ამიტომ ATP ეწოდება მაღალენერგეტიკულ ნაერთს, ხოლო P-O-P კავშირს, რომელიც იშლება ჰიდროლიზის დროს, ეწოდება მაღალი ენერგიის ნაერთს. მოგეხსენებათ, ნებისმიერი კავშირის გაწყვეტა (მათ შორის მაღალენერგეტიკულის) ყოველთვის მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას. ATP ჰიდროლიზის შემთხვევაში, გარდა ფოსფატთა ჯგუფებს შორის კავშირის გაწყვეტის პროცესისა, რისთვისაც G 0, ხდება ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი პროდუქტების დატენიანების, იზომერიზაციისა და ნეიტრალიზაციის პროცესები. ყველა ამ პროცესის შედეგად, გიბსის ენერგიის მთლიან ცვლილებას უარყოფითი მნიშვნელობა აქვს. შესაბამისად, ეს არის არა თავად ბმის გაწყვეტა მაკროერგიული, არამედ მისი ჰიდროლიზის ენერგიული შედეგი. შესაბამისად, ადენოზინტრიფოსფატი ფუნქციონირებს უჯრედებში, როგორც შუალედური პროდუქტი, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმს ენერგიით, რომელიც აუცილებელია სასიცოცხლო ენდერგონული პროცესებისთვის: მეტაბოლიტების სინთეზი (ქიმიური მუშაობა), კუნთების შეკუმშვა (მექანიკური მუშაობა), ნივთიერებების ტრანსპორტირება მემბრანებში კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ (აქტიური). ტრანსპორტი) და ინფორმაციის გადაცემა (კერძოდ, ნერვული იმპულსების გადაცემისთვის). ATP-თან ერთად ცოცხალი ორგანიზმები შეიცავს სხვა ეფექტურ მაღალენერგიულ ნაერთებს, რომელთა ჰიდროლიზს თან ახლავს მეტი ენერგიის გამოყოფა. ამ ნაერთების დახმარებით ATP სინთეზირდება ADP-დან. P = P = -30,5 კჯ/მოლი -61,0 კჯ/მოლი 17

18 ამრიგად, ცოცხალ სისტემებში ენერგიის შიდა წყაროა ფოსფორილირებული ნაერთები, რომელთა ურთიერთქმედება ბიოსუბსტრატებთან, მათ შორის წყალთან, ათავისუფლებს ენერგიას. ამ რეაქციების სხვა (ენდერგონულ) რეაქციებთან შეერთების შედეგად უჯრედში ხდება აუცილებელი ენდერგონული პროცესები. 2. უჯრედი 2.1. უჯრედების ტიპები უჯრედი არის ელემენტარული ცოცხალი სისტემა, ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურისა და სასიცოცხლო აქტივობის საფუძველი. უჯრედის ტიპის მიხედვით ცოცხალი ორგანიზმები იყოფა ორ ტიპად: პროკარიოტულ და ევკარიოტებად. პროკარიოტულ ორგანიზმებს მიეკუთვნება ბაქტერიები და ციანობაქტერიები; ყველა სხვა ორგანიზმი, უჯრედული პროტოზოებიდან მრავალუჯრედიან მცენარეებსა და ცხოველებამდე, ევკარიოტულია (ცხრილი 2.1.). ცხრილი პროკარიოტული და ევკარიოტული ორგანიზმების შედარება. პროკარიოტები eubacteria archaebacteria ორგანიზმები ევკარიოტები სოკოები მცენარეები ცხოველები ორგანიზმის ფორმა ერთუჯრედიანი ან ერთუჯრედიანი მრავალუჯრედიანი ორგანელები, ციტოჩონჩხი, უჯრედის გაყოფის აპარატი, რთული, არ არსებობს სპეციალიზებული დნმ პატარა, წრიული, დიდი, უჯრედის ბირთვებში, რნმ-ის მრავალი სინტრონი, ინტრონის გარეშე. მარტივი, ციტოპლაზმის კომპლექსში, ბირთვებში პროტეინები: სინთეზი და დამუშავება მარტივი, რთული, ასოცირებული რნმ-ის სინთეზთან ციტოპლაზმაში და ღრუში რერ მეტაბოლიზმი ანაერობული ან აერობული, უპირატესად აერობული ადვილად გადაწყობილი 18

19 არა ენდოციტოზი და ეგზოციტოზი სხვადასხვა ფორმაა, ამ ორი სახეობის ორგანიზმების უჯრედებს აქვთ საერთო ძირითადი თვისებები: აქვთ მსგავსი ძირითადი მეტაბოლური სისტემები, გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემის სისტემები (მატრიცის პრინციპის მიხედვით რეპლიკაცია), ენერგიის მიწოდება და ა.შ. ბევრი განსხვავება მათ შორის. პირველ რიგში, პროკარიოტულ უჯრედებში, დნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც განსაზღვრავენ ორგანიზმების მემკვიდრეობით თვისებებს, არ არის შეკრებილი უჯრედის ბირთვის სახით, რომელიც დამახასიათებელია ევკარიოტული უჯრედებისთვის. მეორეც, პროკარიოტულ უჯრედებს არ აქვთ მრავალი სპეციალური სტრუქტურა უჯრედებში, რომელსაც უწოდებენ უჯრედულ ორგანელებს, რომლებიც დამახასიათებელია ევკარიოტული უჯრედებისთვის. ევკარიოტული უჯრედები უფრო კომპლექსურადაა ორგანიზებული; მათ შეუძლიათ სპეციალიზირდნენ ძალიან ფართო დიაპაზონში და იყვნენ მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების ნაწილი. მათი აგებულებითა და ძირითადი ბიოქიმიური თვისებებით, ევკარიოტული ორგანიზმების სხვადასხვა უჯრედები ძალიან ჰგავს ერთმანეთს, რაც მიუთითებს მათი წარმოშობის ერთიანობაზე ცოცხალი სამყაროს გარიჟრაჟზე. უჯრედის ძირითადი ელემენტები და მათი როლი ორგანიზმების ცხოვრებაში ევკარიოტული უჯრედები ბევრად უფრო მრავალფეროვანია. ზომითა და სტრუქტურით, ვიდრე პროკარიოტული უჯრედები. მხოლოდ ადამიანის ორგანიზმში სულ მცირე 200 სხვადასხვა ტიპის უჯრედია. აქედან გამომდინარე, ცოცხალი უჯრედის დიაგრამა შეიძლება იყოს მხოლოდ უკიდურესად გამარტივებული ფორმით. ევკარიოტული უჯრედი ორგანიზებულია მემბრანების სისტემით. გარეგნულად, ის შემოიფარგლება პლაზმური მემბრანით - თხელი, დაახლოებით 10 ნმ სისქის, ცილოვან-ლიპიდური ფილმით. უჯრედის შიდა მოცულობა ივსება ციტოპლაზმით, რომელიც შეიცავს უამრავ ხსნად კომპონენტს. ციტოპლაზმა დაყოფილია აშკარად ხილულ ნაწილებად, რომლებიც გარშემორტყმულია უჯრედშიდა მემბრანებით, რომელსაც ეწოდება უჯრედული ორგანელები. უჯრედული ორგანელები წარმოიშვა ევოლუციის პროცესში, რათა შეინარჩუნონ უჯრედის ძირითადი თვისებები თვითრეპროდუქცია, ნივთიერებებისა და ენერგიის მუდმივი გაცვლა გარე გარემოსთან და მისი (უჯრედის) სტრუქტურული იზოლაცია გარე გარემოდან. უჯრედული ორგანელები უზრუნველყოფენ სასიცოცხლო ფუნქციების მუდმივი მანიფესტაციისთვის აუცილებელი ძირითადი რეაქციის პროცესების კოორდინირებულ და რეგულირებულ წარმოქმნას. ცოცხალი ორგანიზმის არსებობისთვის მნიშვნელოვანია შემდეგი უჯრედული ორგანელები: ბირთვი, მიტოქონდრია, ენდოპლაზმური ბადე, რიბოსომები, ლიზოსომები და მიკროსხეულები (ნახ. 2.1.). 19

20 გოლჯის აპარატი 6% 1 ბირთვი 6% 1 უხეში ენდოპლაზმური ბადე 9% 1 მიტოქონდრია 22% ~ 2000 პეროქსისომა 1% 400 ნომერი უჯრედზე მიკრომმ პლაზმური მემბრანის ლიზოსომა 1% 300 ენდოსომა 1% პლაზმური პლაზმური 200% თავისუფალი უჯრედების მოცულობა ცოცხალი უჯრედის სტრუქტურა. ბირთვი მდებარეობს უჯრედის შუაში, გარშემორტყმულია ორმაგი გარსით ფორებით. ბირთვის შიგნით არის ბირთვები. ბირთვის გარე მემბრანა არის ენდოპლაზმური ბადის ნაწილი, რომელიც დაკავშირებულია გოლგის კომპლექსთან. რიბოსომები განლაგებულია ენდოპლაზმური ბადის ზედაპირზე. ორმაგი მემბრანით გარშემორტყმული ოვალური სტრუქტურები, რომლის შიდა ნაწილი ქმნის კრისტაებს - მიტოქონდრიას. ლიზოსომები გარშემორტყმულია ერთი მემბრანის ფენით. ისინი შეიცავს ჰიდროლიზურ ფერმენტებს, რომელთა უმეტესობა პროენზიმების სახით არააქტიურ მდგომარეობაშია. ერთუჯრედიან ორგანიზმებში ისინი პასუხისმგებელნი არიან უჯრედში შემავალი ნივთიერებების მონელებაზე. უმაღლეს ორგანიზმებში ლიზოსომები მონაწილეობენ უჯრედების დეგრადაციის პროცესებში, რომლებმაც შეწყვიტეს თავიანთი ფუნქციების შესრულება. მიკროზომები (პეროქსიზომები) ზომით უფრო მცირეა, ვიდრე ლიზოსომები. ისინი შეიცავენ ოქსიდაზებს, რომლებიც ახდენენ უჯრედისთვის უცხო ნაერთების ჟანგვის კატალიზებას და ამიტომ მისგან უნდა მოიხსნას (მაგალითად, წამლები, არომატული ნაერთები და ა.შ.). უჯრედს აკრავს პლაზმური მემბრანა, რომელიც აგებულია ისე, რომ გარკვეულ ადგილებში შესაძლებელი ხდება ნაერთების უშუალო გადატანა უჯრედგარე სივრციდან ბირთვში. უჯრედის მემბრანები არა მხოლოდ გამოყოფს ცოცხალ ორგანიზმს (უჯრედს) გარემოსგან, არამედ მონაწილეობს უჯრედის გარკვეული ნაწილების (ფუნქციური განყოფილებების) ფორმირებაში. ისინი ემსახურებიან როგორც ყველა ფიჭური 20-ის სტრუქტურულ ელემენტს

21 ორგანელა და მონაწილეობს მათი უმეტესობის ფუნქციონირებაში. მემბრანების მასამ შეიძლება მიაღწიოს უჯრედის მასის 80%-ს. ცილებით (ფერმენტებით) მდიდარი კოლოიდური სუსპენზიით სავსე ორგანელებს შორის სივრცეს ციტოზოლი ეწოდება. პლაზმურ მემბრანას, რომელიც აკრავს უჯრედის შიგთავსს, ციტოპლაზმას და ბირთვს ყველა მხრიდან, აქვს ძალიან მნიშვნელოვანი თვისებები: ის ზღუდავს ნივთიერებების თავისუფალ მოძრაობას უჯრედიდან გარეთ და პირიქით, ის შერჩევით საშუალებას აძლევს ნივთიერებებს და მოლეკულებს. გაივლის, რითაც ინარჩუნებს უჯრედის ციტოპლაზმის შემადგენლობისა და თვისებების მუდმივობას. მემბრანა შეიცავს მნიშვნელოვან ფერმენტებს და აქტიურ სატრანსპორტო სისტემებს Na + და K + იონებისთვის. გარდა ამისა, პლაზმურ მემბრანაზე განლაგებულია სპეციალური ცილის კომპლექსები (რეცეპტორები), რომლებიც „ამოიცნობენ“ ნივთიერებებს, ირჩევენ მათ და სხვა ცილების (გადამზიდავების) დახმარებით, აქტიურად გადააქვთ უჯრედში ან მის გარეთ. პლაზმური მემბრანა იქმნება ცილებით (პერიფერიული და ინტეგრალური), რომლებიც ჩაშენებულია ლიპიდურ ორშრეთში. ინტეგრალური ცილები გლიკოპროტეინების ხასიათს ატარებენ, ანუ ისინი შედგება ნახშირწყლებისა და ცილოვანი კომპონენტებისგან. მათი N-ტერმინალური ნაწილი არის შიდა ფოსფოლიპიდური შრის ნაწილი, რომელშიც პეპტიდური ჯაჭვის ნაწილი, რომელიც მდიდარია არაპოლარული ამინომჟავებით (სპირალისებური კონფორმაციით) აღწევს და მათი გვერდითი ჯაჭვები შედის მრავალრიცხოვან ჰიდროფობიურ კონტაქტში ფოსფოლიპიდების ალიფატურ ჯაჭვებთან. . ინტეგრალური ცილის ოლიგოსაქარიდული ჯაჭვები შეიძლება ასოცირებული იყოს ინტეგრალურ ცილოვან პეპტიდურ ჯაჭვთან პლაზმური მემბრანის გარე ზედაპირზე. ოლიგოსაქარიდული ჯაჭვის ბოლოს ჩვეულებრივ არის N-აცეტილნეურამინის მჟავა, რომელიც განსაზღვრავს მის უარყოფით მუხტს. ოლიგოსაქარიდები უჯრედის ზედაპირს ანიჭებენ განსაკუთრებულ თვისებებს, რაც შესაძლებელს ხდის ერთი და იგივე ორგანოს ან სხვადასხვა სახეობის უჯრედების ამოცნობას (ანტიგენურობა, კონტაქტის დათრგუნვა). ოლიგოსაქარიდები უჯრედის ზედაპირზე ქმნიან ფენას, რომელსაც გლიკოკალიქსი ეწოდება. CH 3 CNH CH H H H H H H CH 2 H N-აცეტილნეურამინის მჟავა 21

22 უჯრედის ზედაპირზე განლაგებული სტრუქტურები ხელს უშლის უჯრედებს შორის მჭიდრო კონტაქტს. ეს იწვევს უჯრედებს შორის სითხით სავსე მეტ-ნაკლებად ვიწრო სივრცეს. ორგანოსა თუ სხეულში ასეთი ადგილების ზოგადი სახელწოდებაა უჯრედშორისი სივრცე. უჯრედში არსებული ყველა მოცულობის ჯამს უჯრედშიდა სივრცე ეწოდება. მიტოქონდრია. იმისათვის, რომ უჯრედებმა შეასრულონ სხვადასხვა ფუნქციები, მათ სჭირდებათ ენერგია. ენერგიის მნიშვნელოვანი შიდა წყაროა ATP მოლეკულა, რომელიც წარმოიქმნება ძირითადად სპეციალურ ოვალურ სტრუქტურებში - მიტოქონდრიებში (ბერძნული სიტყვებიდან მიტოს ძაფი და ქონდრიონი - მარცვალი, მარცვალი). ატფ-ის სინთეზისთვის საჭირო ენერგია ჩნდება წყალბადის შემცველი სუბსტრატების (შაქრები, ლიპიდები, ამინომჟავები) თანდათანობითი დაჟანგვის შედეგად სასუნთქ ჯაჭვში ჟანგბადის გავლენის ქვეშ. ელექტრონის გადაცემის ფერმენტები მიტოქონდრიის შიდა მემბრანის ნაწილია. ჟანგბადი შედის მიტოქონდრიაში დიფუზიის გზით. მიტოქონდრიული აქტივობის პროდუქტი (ATP) ტრანსლოკაციის პროცესებით გადადის მისი წარმოქმნის ადგილიდან ექსტრამიტოქონდრიულ სივრცეში, სადაც გამოიყენება. ATP-ის სწრაფი გადაცემის უზრუნველსაყოფად, მიტოქონდრია ლოკალიზებულია იმ სტრუქტურებთან, სადაც ხდება ენერგიის დამხარჯავი პროცესები (მაგალითად, შეკუმშვის პროცესში ჩართული ელემენტების მახლობლად). გარდა ამისა, მიტოქონდრიაში ხდება ქიმიური რეაქციების მთელი სერია, რის შედეგადაც სინთეზირდება უჯრედისთვის აუცილებელი დაბალი მოლეკულური ნაერთები. მიტოქონდრია შემოსაზღვრულია ორი გარსით. გარე მემბრანა არეგულირებს ნივთიერებების ნაკადს მიტოქონდრიაში და მის გარეთ. შიდა მემბრანა ქმნის ნაკეცებს (კრისტას) მიტოქონდრიის შიგნით. მიტოქონდრიის შიგნით არის ეგრეთ წოდებული მატრიცა, რომელიც შეიცავს სხვადასხვა ფერმენტებს, კალციუმის და მაგნიუმის იონებს, დნმ-ს და მიტოქონდრიულ რიბოზომებს. უჯრედში მიტოქონდრიების რაოდენობა არ არის მუდმივი. მათი რაოდენობის ზრდა შეიძლება მოხდეს ორიგინალური მიტოქონდრიების ზრდისა და ფრაგმენტაციის გამო. უჯრედი იყენებს ცილებს მიტოქონდრიების შესაქმნელად. ზოგიერთი მათგანი სინთეზირდება თავად მიტოქონდრიებში, ზოგი კი სინთეზირებულია ციტოპლაზმაში. ბირთვი არის ევკარიოტული უჯრედის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი, რომელშიც კონცენტრირებულია გენეტიკური მასალის დიდი ნაწილი. ბირთვი აუცილებელია უჯრედების ზრდისა და რეპროდუქციისთვის. იგი გამოყოფილია დანარჩენი უჯრედისგან კონვერტით, რომელიც შედგება შიდა და გარე ბირთვული გარსებისგან. თუ ციტოპლაზმის ძირითადი ნაწილი ექსპერიმენტულად გამოყოფილია ბირთვისგან, მაშინ ეს ციტოპლაზმური სიმსივნე (ციპლასტი) შეიძლება არსებობდეს ბირთვის გარეშე მხოლოდ რამდენიმე დღის განმავლობაში. ამავე დროს, 22

23, ბირთვი, რომელიც გარშემორტყმულია ციტოპლაზმის ყველაზე ვიწრო რგოლებით (კარიოპლასტი), მთლიანად ინარჩუნებს სიცოცხლისუნარიანობას და თანდათანობით აღადგენს ციტოპლაზმის ნორმალურ მოცულობას. თუმცა, ზოგიერთი სპეციალიზებული უჯრედი, როგორიცაა ძუძუმწოვრების სისხლის წითელი უჯრედები, ფუნქციონირებს ბირთვის გარეშე დიდი ხნის განმავლობაში. ასევე აკლია თრომბოციტები და სისხლის თრომბოციტები, რომლებიც წარმოიქმნება დიდი მეგაკარიოციტების ციტოპლაზმის ფრაგმენტებად. სპერმას აქვს ბირთვი, მაგრამ ის სრულიად უმოქმედოა. ბირთვში ორი მნიშვნელოვანი პროცესი მიმდინარეობს. მათგან პირველი არის გენეტიკური მასალის სინთეზი, რომლის დროსაც ბირთვში დნმ-ის რაოდენობა გაორმაგდება. ეს პროცესი აუცილებელია იმისთვის, რომ შემდგომი უჯრედების გაყოფის (მიტოზის) დროს ორი ქალიშვილი უჯრედი დასრულდეს გენეტიკური მასალის ერთნაირი რაოდენობით. მეორე პროცესი არის ტრანსკრიფცია, ყველა სახის რნმ-ის მოლეკულების წარმოება, რომლებიც ციტოპლაზმაში მიგრაციის შედეგად უზრუნველყოფენ უჯრედის სიცოცხლისთვის საჭირო ცილების სინთეზს. ყველაზე განსხვავებული ფორმის ბირთვები შედგება ერთი და იგივე კომპონენტებისგან, ე.ი. აქვს ზოგადი სტრუქტურის გეგმა. ბირთვში არის: ბირთვული კონვერტი, ქრომოსომა, ბირთვი და ბირთვული წვენი. თითოეულ ბირთვულ კომპონენტს აქვს საკუთარი სტრუქტურა, შემადგენლობა და ფუნქცია. ბირთვული კონვერტი მოიცავს ორ მემბრანას, რომლებიც მდებარეობს ერთმანეთისგან გარკვეულ მანძილზე. ბირთვის გარსებს შორის სივრცეს პერინუკლეარული ეწოდება. ბირთვულ კონვერტში არის ფორების ღიობები. მაგრამ ისინი არ არიან ბოლომდე, არამედ სავსეა სპეციალური ცილის სტრუქტურებით, რომელსაც ეწოდება ბირთვული ფორების კომპლექსი. ფორების მეშვეობით რნმ-ის მოლეკულები გამოდიან ბირთვიდან ციტოპლაზმაში, ცილები კი მათკენ მოძრაობენ ბირთვში. თავად ბირთვული კონვერტის მემბრანები უზრუნველყოფენ დაბალმოლეკულური ნაერთების დიფუზიას ორივე მიმართულებით. ცოცხალი უჯრედების ბირთვებში აშკარად ჩანს ბირთვი. მას აქვს მრგვალი ან უსწორმასწორო ფორმის სხეული და აშკარად გამოირჩევა საკმაოდ ერთგვაროვანი ბირთვის ფონზე. ნუკლეოლი არის წარმონაქმნი, რომელიც წარმოიქმნება ბირთვში იმ ქრომოსომებზე, რომლებიც მონაწილეობენ რიბოსომური რნმ-ის სინთეზში. ქრომოსომის რეგიონს, რომელიც ქმნის ბირთვს, ეწოდება ბირთვული ორგანიზატორი. ბირთვში ხდება არა მხოლოდ რნმ-ის სინთეზი, არამედ რიბოსომული ქვენაწილაკების შეკრება. ნუკლეოლების რაოდენობა და მათი ზომები შეიძლება განსხვავდებოდეს. ქრომოსომა არის ევკარიოტული უჯრედის ბირთვის სტრუქტურული ელემენტები, რომლებიც შეიცავს დნმ-ს, რომელიც შეიცავს ორგანიზმის მემკვიდრეობით ინფორმაციას. ისინი ინტენსიურად იღებება სპეციალური საღებავებით, რის გამოც გერმანელმა მეცნიერმა ვ.ვალდეიერმა 1888 წელს მათ ქრომოსომა უწოდა (ბერძნული სიტყვებიდან croma color და soma body). ქრომოსომას ასევე ხშირად უწოდებენ 23-ს

24 ბაქტერიების წრიული დნმ, თუმცა მისი სტრუქტურა განსხვავდება ევკარიოტული ქრომოსომებისგან. ქრომოსომებში დნმ შეიძლება განლაგდეს სხვადასხვა სიმკვრივით, მათი ფუნქციური აქტივობისა და უჯრედული ციკლის სტადიის მიხედვით. ამ მხრივ განასხვავებენ ქრომოსომების ორ მდგომარეობას: ინტერფაზურ და მიტოზურ. მიტოზური ქრომოსომები უჯრედში წარმოიქმნება მიტოზის, ანუ უჯრედის გაყოფის დროს. ეს არის არაფუნქციური ქრომოსომა და მათში დნმ-ის მოლეკულები ძალიან მჭიდროდ არის შეფუთული. მიტოზური ქრომოსომების ამ კომპაქტურობის გამო, მიტოზის დროს უზრუნველყოფილია გენეტიკური მასალის თანაბარი განაწილება ქალიშვილ უჯრედებს შორის. ინტერფაზა არის ქრომოსომა (ქრომატინი), რომელიც დამახასიათებელია უჯრედული ციკლის ინტერფაზური ეტაპისთვის, ანუ გაყოფას შორის ინტერვალით. მიტოზებისგან განსხვავებით, ეს არის მოქმედი ქრომოსომები: ისინი მონაწილეობენ ტრანსკრიფციისა და რეპლიკაციის პროცესებში. მათში დნმ ნაკლებად მჭიდროდ არის შეფუთული, ვიდრე მიტოზურ ქრომოსომებში. დნმ-ის გარდა, ქრომოსომა ასევე შეიცავს ორ სახის ცილას, ჰისტონებს (ძირითადი თვისებებით) და არაჰისტონის ცილებს (მჟავე თვისებებით), ასევე რნმ-ს. არსებობს მხოლოდ 5 ტიპის ჰისტონი და გაცილებით მეტი არაჰისტონის ცილაა (დაახლოებით ასი). ცილები მჭიდროდ არის დაკავშირებული დნმ-ის მოლეკულებთან და ქმნიან ეგრეთ წოდებულ დეზოქსირიბონუკლეოპროტეინის კომპლექსს (DNP). ცილები, ალბათ, განსაზღვრავენ დნმ-ის ძირითად დაკეცვას ქრომოსომაში და მონაწილეობენ ქრომოსომის რეპლიკაციასა და ტრანსკრიფციის რეგულირებაში. ცხოველისა და მცენარის ყველა სახეობის უჯრედების უმეტესობას აქვს ქრომოსომების საკუთარი მუდმივი ორმაგი (დიპლოიდური) ნაკრები, ანუ კარიოტიპი, რომელიც შედგება მამისა და დედისგან მიღებული ორი ცალკეული (ჰაპლოიდური) ნაკრებისგან. მას ახასიათებს მიტოზური ქრომოსომების გარკვეული რაოდენობა, ზომა და ფორმა. ქრომოსომების რაოდენობა განსხვავებულია ცოცხალი ორგანიზმების სხვადასხვა სახეობებში. რიბოსომები, პოლისომები. ეს არის ყველაზე პატარა უჯრედშიდა ნაწილაკები, რომლებიც ახორციელებენ ცილის ბიოსინთეზს. ამავე დროს, მისი პირველადი სტრუქტურა რეპროდუცირებულია აბსოლუტური სიზუსტით - თითოეული ამინომჟავა პოულობს თავის დანიშნულ ადგილს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში. თითოეული უჯრედი შეიცავს ათობით ათასიდან მილიონამდე რიბოსომას. ამრიგად, ბაქტერიულ უჯრედში რიბოზომების რაოდენობა აღწევს 104-ს, ცხოველურ უჯრედში ეს არის დაახლოებით ნახევარი რიბონუკლეინის მჟავა (რნმ) და ნახევარი ცილა. ევკარიოტულ უჯრედებში რიბოსომური რნმ-ის სინთეზი და მათზე რიბოსომური ცილების მიმაგრება ხდება ბირთვში. ამის შემდეგ, დასრულებული რიბოსომები ტოვებენ ბირთვს ციტოპლაზმაში, სადაც ისინი ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს. რიბოსომები და პოლისომები სფერული ფორმისაა და გვხვდება ციტოპლაზმაში ან თავისუფალ მდგომარეობაში ან შეკრული მემბრანებთან 24

1. აუტოტროფულ ორგანიზმებს მიეკუთვნება 1) მუკორი 2) საფუარი 3) პენიცილიუმი 4) ქლორელა თემა "ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი" 2. პინოციტოზის პროცესში ხდება 1) თხევადი 2) აირები 3) მყარი 4) სიმსივნის შეწოვა.

მე-10 კლასი ბიოლოგია ჩაძირვა 3 თემა: ენერგიის მეტაბოლიზმი. 1. ენერგიის უდიდესი რაოდენობა გამოიყოფა 1) ცილების 2) ცხიმების 3) ნახშირწყლების 4) ნუკლეინის მჟავების მოლეკულების დაშლის დროს 2. უჟანგბადოში

ბიოლოგიის გაკვეთილი მე-9 კლასში გაკვეთილის თემა "უჯრედული მეტაბოლიზმი" ბიოლოგიის მასწავლებელი MBOU "საშუალო სკოლა 2" პირველი საკვალიფიკაციო კატეგორიის ნატალია ბორისოვნა კოლიკოვა გაკვეთილის მიზანი: გააცნოს მოსწავლეებს "მეტაბოლიზმის" ცნება.

ამოცანების ბანკი. ჩაძირვა 1 მე-9 კლასი 1. უჯრედის თეორიის რომელი დებულება შემოიტანა მეცნიერებაში რ.ვირჩოვმა? 1) ყველა ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან 2) ყველა უჯრედი მოდის სხვა უჯრედიდან 3) ყველა უჯრედი არის რაღაც

ამოცანების ბანკი. ჩაძირვა 1 მე-10 კლასი 1. უჯრედის თეორიის რომელი დებულება შემოიტანა მეცნიერებაში რ.ვირჩოვმა? 1) ყველა ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან 2) ყველა უჯრედი მოდის სხვა უჯრედიდან 3) ყველა უჯრედი არის

ლექცია 1. ბიოქიმია და მისი კავშირი სხვა მეცნიერებებთან პროკარიოტული და ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურა ბიოქიმია ბიოქიმია (ბიოლოგიური ქიმია) არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების შემადგენელ ორგანულ ნივთიერებებს, მათ აგებულებას.

მეტაბოლიზმი. პლასტიკური და ენერგიის გაცვლა. ზონოვა ნატალია ბორისოვნა, ბიოლოგიის მასწავლებელი MBOU საშუალო სკოლა 38, უმაღლესი კატეგორიის CODIFIER შიგთავსის ელემენტები და მოთხოვნები კურსდამთავრებულთა მომზადების კოდის დონეზე

მეტაბოლიზმის თავისებურებები მიკროორგანიზმებში მეტაბოლიზმი, ანუ მეტაბოლიზმი, არის დაშლისა და სინთეზის პროცესების ერთობლიობა, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმის შენარჩუნებას, ზრდას და რეპროდუქციას. მეტაბოლიზმს ორი მხარე აქვს:

ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი უჯრედი ღია სისტემაა. ჰომეოსტაზი უჯრედი ღია სისტემაა; მეტაბოლიზმი ხდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ უჯრედი იღებს ყველა საჭირო ნივთიერებას გარემოდან.

უჯრედში მეტაბოლიზმი და ენერგიის გარდაქმნა ვარიანტი 1 ნაწილი 1 პასუხი ამოცანების 1-25 არის ერთი რიცხვი, რომელიც შეესაბამება სწორი პასუხის რაოდენობას 1. ბიოსინთეზის რეაქციების სიმრავლე.

თემა: ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურა. აირჩიეთ ერთი სწორი პასუხი. A1. არ არის მიტოქონდრია უჯრედებში 1) შაშვი 2) სტაფილოკოკი 3) ჯვარცმული კობრი 4) ხავსი A2. უჯრედიდან ბიოსინთეზური პროდუქტების მოცილება მოიცავს 1) კომპლექსს

1. მაკროელემენტები მოიცავს: UNIT 2 უჯრედი, როგორც ბიოლოგიური სისტემა. 1) ჟანგბადი, ნახშირბადი, წყალბადი, აზოტი 2) ჟანგბადი, რკინა, ოქრო 3) ნახშირბადი, წყალბადი, ბორი 4) სელენი, აზოტი, ჟანგბადი 1) 2. ორგანელი,

შესავალი მეტაბოლიზმსა და ენერგიაში ორგანიზმების სასიცოცხლო ფუნქციებია: ა) ნივთიერებათა ცვლა და ენერგია; ბ) გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა; გ) მარეგულირებელი მექანიზმები. ნებისმიერი რგოლის დარღვევა იწვევს პათოლოგიას.

1. ნიტრიფიკატორი ბაქტერიები კლასიფიცირდება როგორც 1) ქიმიოტროფები 2) ფოტოტროფები 3) საპროტროფები 4) ჰეტეროტროფები თემა „ფოტოსინთეზი“ 2. მზის სინათლის ენერგია გარდაიქმნება ქიმიურ ენერგიად 1) ფოტოტროფების უჯრედებში.

თემა „პლასტიკური მეტაბოლიზმი“ 1. 1) სოკო 2) გვიმრა 3) წყალმცენარეები 4) ხავსები იკვებებიან მზა ორგანული ნივთიერებებით 2. ორგანიზმები 1) ავტოტროფები 2) ჰეტეროტროფები 3) იკვებებიან მზა ორგანული ნივთიერებებით

წლის პირველი ნახევრის ტესტი მე-10 კლასში. ვარიანტი 1. ნაწილი 1 A1. პროკარიოტებში შედის 1) მცენარეები 2) ცხოველები 3) სოკოები 4) ბაქტერიები და ციანობაქტერიები A2. კომპლემენტარობის პრინციპი არის საფუძველი.

მზადება ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის ბიოლოგიაში ენერგეტიკული მეტაბოლიზმი Walter S.Zh. EGTO BOU DPO "IROOO" განყოფილების უფროსი ლექტორი ენერგიის გაცვლის პროცესი შეიძლება დაიყოს სამ ეტაპად: პირველ ეტაპზე არსებობს

მოსამზადებელი მასალა 10,2კლ. ბიოლოგია P3 ევკარიოტული უჯრედის სტრუქტურა." ამოცანა 1 ფერმენტები, რომლებიც ანადგურებენ ცხიმებს, ცილებს, ნახშირწყლებს სინთეზირდება: გოლჯის კომპლექსში რიბოზომებზე ლიზოსომებზე 4) ვაკუოლებში.

1 უჯრედი, მისი სასიცოცხლო ციკლი (მრავალჯერადი არჩევანი) ამოცანების პასუხები არის სიტყვა, ფრაზა, რიცხვი ან სიტყვების თანმიმდევრობა, რიცხვები. ჩაწერეთ პასუხი ინტერვალის, მძიმეების ან სხვა დამატებების გარეშე

ბიოქიმია. გაკვეთილი 2. თემა: მეტაბოლური გზები. შუალედური მეტაბოლიზმი ხშირად გაგებულია, როგორც უჯრედში მიმდინარე ფერმენტული რეაქციების მთელი ნაკრები. ასეთი განმარტება საერთოდ არ არის,

თავი I. ციტოლოგიის საფუძვლები დ/ზ: 6,7,8 თემა: „უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა. უჯრედის არაორგანული ნივთიერებები“ მიზნები: 1. დაახასიათეთ უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა: უჯრედის შემადგენელი ელემენტების ჯგუფები;

გაკვეთილი 3. თემა: უჯრედის ბიოლოგია. ნივთიერებებისა და ენერგიის ნაკადი უჯრედში " " 200 გ გაკვეთილის მიზანი: პრო- და ეუკარიოტული უჯრედების განმასხვავებელი ნიშნების შესწავლა; უჯრედის ანაბოლური და კატაბოლური სისტემების შესწავლა;

ბიოლოგიური ტესტი უჯრედის სტრუქტურა, კლასი 9 1. ბიოლოგიურ მემბრანას წარმოქმნის 1) ლიპიდები და ცილები 2) ცილები და ნახშირწყლები 3) ნუკლეინის მჟავები და ცილები 4) ლიპიდები და ნახშირწყლები 2. უჯრედის ნახევრად ბლანტი შიდა გარემო

თემა 1. უჯრედის ქიმიური შემადგენლობა ნაწილი A ამოცანები აირჩიეთ ყველაზე სწორი პასუხი 1. დაასახელეთ ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს უჯრედში ყველაზე დიდი რაოდენობით (%-ში

საშუალო პროფესიული განათლების სახელმწიფო საბიუჯეტო საგანმანათლებლო დაწესებულება "კუშჩევსკის სამედიცინო კოლეჯი" კრასნოდარის ტერიტორიის ჯანდაცვის სამინისტროს დავალებები ტესტის სახით.

1 უჯრედი, მისი სასიცოცხლო ციკლი (კორესპონდენციის დამყარება) ამოცანების პასუხები არის სიტყვა, ფრაზა, რიცხვი ან სიტყვების თანმიმდევრობა, რიცხვები. ჩაწერეთ პასუხი ინტერვალის, მძიმეების ან სხვა დამატებების გარეშე

ნოვოსიბირსკის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის საბუნებისმეტყველო და სოციალურ-ეკონომიკურ მეცნიერებათა ინსტიტუტი ზოოლოგიის კათედრა და ბიოლოგიის სწავლების მეთოდები კითხვები გამოცდისთვის დისციპლინაში „ციტოლოგია და

ტესტირება თემაზე „უჯრედი“_სავარჯიშო ტესტები_მე-9 კლასი 1. რა უჯრედის ორგანელები ჩანს სკოლის სინათლის მიკროსკოპში? 1) ლიზოსომები 2) რიბოზომები 3) უჯრედის ცენტრი 4) ქლოროპლასტები 2. სტრუქტურის მსგავსება

ყველა პროკარიოტულ და ევკარიოტულ უჯრედს აქვს 1) მიტოქონდრია და ბირთვი 2) ვაკუოლები და გოლჯის კომპლექსი 3) ბირთვული მემბრანა და ქლოროპლასტები 4) პლაზმური მემბრანა და რიბოსომები პინოციტოზის პროცესში,

Järve Russian Gymnasium მომზადება ბიოლოგიის სახელმწიფო გამოცდისთვის თემა: „ენერგია და პლასტიკური მეტაბოლიზმი უჯრედებში“ I ვარიანტი 1. შეხედეთ ნახ. 1. დაასახელეთ ცილების ბიოსინთეზის ეტაპები (I, II)

გაკვეთილის თემა: „პლასტიკური და ენერგიის მეტაბოლიზმი“ გაკვეთილის მიზანი: ცნებების ჩამოყალიბება: მეტაბოლიზმი, პლასტიკური მეტაბოლიზმი და ენერგეტიკული ცვლა. მიზნები: საგანმანათლებლო: პლასტმასის შესახებ თეორიული ცოდნის ჩამოყალიბება

ბიოლოგიის მასწავლებელი MBOU "გაჩინას მე-9 საშუალო სკოლა ცალკეული საგნების სიღრმისეული შესწავლით" გუსკოვა ს.ა. 2017 სიცოცხლის ორგანიზების უჯრედული დონე 1 ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სხეული შედგება უჯრედებისგან. სხეულების უმეტესობა

ამოცანების ბანკი მე-9 კლასი ბიოლოგია P2 პროფილი ამოცანა 1 ცილის ბიოსინთეზი ცილის მოლეკულის მეორად სტრუქტურას აქვს ფორმა... ორმაგი სპირალის ძაფის ბურთი ამოცანა 2 ცილის ბიოსინთეზი რამდენ ამინომჟავას კოდირებს?

O, H, C, N + S, P - მაკროელემენტები Na, K, Mg, Ca, Cl - მიკროელემენტები Fe, Zn, Cu, Co, Mn, I, Se მიკროელემენტები მაკროელემენტების წარმოდგენა ნივთიერებების სხვადასხვა ჯგუფში მაკრომოლეკულები შაქარი ( ნახშირწყლები)

ბიოლოგია მე-10 კლასი. დემო ვერსია 2 (90 წუთი) 1 სადიაგნოსტიკო თემატური სამუშაო 2 ბიოლოგიის ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის მომზადებაზე თემაზე „ზოგადი ბიოლოგია“ ინსტრუქციები სამუშაოს შესრულებისათვის დიაგნოსტიკური ტესტის ჩატარება

გადადებული ამოცანები (30) ჩადეთ გამოტოვებული ტერმინები შემოთავაზებული სიიდან ტექსტში „დნმ“ ამისთვის ციფრული აღნიშვნების გამოყენებით. ჩაწერეთ ტექსტში არჩეული პასუხების რიცხვები და შემდეგ მიღებული თანმიმდევრობა

ბირთვი, მისი სტრუქტურა და ფუნქციები. თავად ტერმინი ბირთვი პირველად გამოიყენა ბრაუნმა 1833 წელს მცენარეთა უჯრედებში სფერული მუდმივი სტრუქტურების აღსანიშნავად. მოგვიანებით, იგივე სტრუქტურა აღწერილი იყო ყველა უჯრედში

სარჩევი წინასიტყვაობა. ნაწილი I. შესავალი. უჯრედის ბიოლოგიის საგანი თავი 1. უჯრედის თეორია უჯრედი არის ცოცხალი არსების ელემენტარული ერთეული უჯრედი არის კონიუგირებული ფუნქციური ერთეულების ერთიანი სისტემა ჰომოლოგია.

ბიოლოგია 0 კლასი. დემო ვერსია (90 წუთი) ბიოლოგიის კლასი 0. დემო ვერსია (90 წთ) სადიაგნოსტიკო თემატური სამუშაო ბიოლოგიის ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის მოსამზადებლად თემაზე „ზოგადი ბიოლოგია“

1 დნმ-ის მოლეკულაში ნუკლეოტიდების რაოდენობა გუანინით არის მთლიანის 30%. ადენინის შემცველი ნუკლეოტიდების რამდენ პროცენტს შეიცავს ეს მოლეკულა? კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით A=T, G=C. თუ რაოდენობა

ასიმილაცია და დისიმილაცია. მეტაბოლიზმი. (ბიოლოგიის გაკვეთილის შეჯამება მე-9 კლასში) მურატოვა გულნაზ რაუშანოვნა ბიოლოგიისა და ქიმიის მასწავლებელი MBOU "ნიჟნებიშევსკის საშუალო სკოლა" ზაინსკის ოლქი

ბიოლოგიაში უჯრედის ძირითადი სტრუქტურები და მათი მოკლე თეორიის ტესტირება ცხოველური და მცენარეული უჯრედების ცოდნის ორგანოიდები დასახელების სტრუქტურა ახასიათებს ბირთვს (პროკარიოტულ უჯრედში არ არის) გარშემორტყმული

რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო უმაღლესი პროფესიული განათლების ფედერალური სახელმწიფო საბიუჯეტო საგანმანათლებლო დაწესებულება "ალტაის სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტი"

55. ნახატზე მონიშნეთ ბირთვის ძირითადი სტრუქტურული კომპონენტები. 56. შეავსეთ ცხრილი. ფიჭური სტრუქტურების სტრუქტურა და ფუნქციები სტრუქტურა სტრუქტურული მახასიათებლები ფუნქცია ბირთვი 5 7^. შეავსეთ ცხრილი. სტრუქტურა

ტერმინოლოგიური კარნახი ყვავილოვანი მცენარეების ორგანოები. ორგანიზმის სხეულის 1 ნაწილი ასრულებს სპეციფიკურ ფუნქციას... 2 ნიადაგში მცენარე უჭირავს... 3 წარმოიქმნება მრავალი განშტოებული ფესვი. 4 V ფესვი

ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედების სტრუქტურა ცოცხალი ორგანიზმების კლასიფიკაცია (უჯრედული ორგანიზაციის დონის მიხედვით) ცოცხალი ორგანიზმები არაუჯრედული ფორმები ფიჭური ფორმები ვირუსები, ფაგები პროკარიოტები ევკარიოტები შედარებითი მახასიათებლები

რედოქსური რეაქციების ბიოლოგიური როლი ბიოლოგიური რედოქს რეაქციების თავისებურებაა მათი მრავალსაფეხურიანი ბუნება. ისინი გადიან უამრავ შუალედურ საფეხურს მრავალი ჟანგბადის შემცველობის წარმოქმნით

ლექცია 1. თემა: მატერიისა და ენერგიის ნაკადის ორგანიზება უჯრედში უჯრედი არის ცოცხალი არსების ძირითადი სტრუქტურული, ფუნქციური და გენეტიკური ერთეული. მასში კონცენტრირებულია მთელი გენეტიკური მასალა (ბირთვი და ციტოპლაზმა).

ნუკლეინის მჟავები ნუკლეინის მჟავები და მათი როლი უჯრედის ცხოვრებაში ნუკლეინის მჟავები აღმოაჩინა მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში შვეიცარიელმა ბიოქიმიკოსმა ფრიდრიხ მიშერმა ფრიდრიხ მიშერმა ნუკლეინის მჟავები.

უჯრედის ენერგია ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F kJ/mol 32.23 (30.5) F 36.0 33.4 უჯრედში ენერგიის ყველაზე ცნობილი წყაროა ATP. ATP მოლეკულაში ორი მაღალი ენერგიის ბმაა. ATP მოლეკულაში ორი მაღალი ენერგიის მოლეკულაა

1 თემა: ბიოქიმიის საფუძვლები ამოცანა 1. „ამინომჟავები. დიპეპტიდის წარმოქმნა“ 1. რა არის მითითებული ნახატზე 1 5 რიცხვებით? 2. ამინომჟავების რომელი ფუნქციური ჯგუფები იძლევა ძირითად თვისებებს? მჟავე?

უჯრედებში მემბრანული პროცესების ბიოფიზიკა მემბრანული ბიოფიზიკის შესწავლა: ბიოლოგიური მემბრანების სტრუქტურა ნივთიერებების ტრანსპორტი მემბრანების მეშვეობით ნერვული იმპულსების გენერაცია და გამრავლება მიღების პროცესები და ტრანსფორმაცია.

გაკვეთილის ჩატარების თარიღი (სასკოლო კვირის რაოდენობა) განყოფილებების დასახელება და გაკვეთილების თემები, ფორმები და საკონტროლო თემები საათების რაოდენობა I. ორგანიზმი, როგორც ბიოლოგიური სისტემა. 5 საათი 1 1 კვირა ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები 2 ძირითადი

გაკვეთილის საგანი 1. (1) 2. (2) კალენდარულ-თემატური დაგეგმარება ბიოლოგიაში მე-10 კლასი (70 საათი, კვირაში 2 საათი) თარიღის თემა პრაქტიკული აქტივობების ძირითადი ტიპების გეგმის ფაქტობრივი მახასიათებლები და ლაბორატორიის მოსწავლეები.

მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულება საშუალო საგანმანათლებლო სკოლა 45 ლიპეცკი 9A კლასში ღია გაკვეთილი ბიოლოგიაში თემაზე: „უჯრედების განყოფილება“ ბიოლოგიის მასწავლებელი ნატალია ანატოლიევნა იოსიფოვა.

ლექცია 2 ცოცხალი ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობა, ქიმიური ბმები, რომლებსაც დიდი მნიშვნელობა აქვს „ბიოლოგიური მოლეკულების“ ურთიერთქმედებისთვის. ამინომჟავები, მათი თვისებები და კლასიფიკაცია. პეპტიდური ბმა, მისი თვისებები.

მსგავსი დოკუმენტები

ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების (ფერმენტები, ვიტამინები და ჰორმონები) როლი ორგანიზმის ცხოვრებაში. ფერმენტული პროცესების შესწავლის ისტორია. ფერმენტების ძირითადი თვისებები. ვიტამინების კლასიფიკაცია, მათი როლი მეტაბოლიზმში. ჰორმონის მოქმედების ვარიანტები.

რეზიუმე, დამატებულია 12/10/2012


ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიური სტრუქტურა და მათი სასიცოცხლო პროცესები. ცილები, როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოპოლიმერი, ცილების სტრუქტურა და მეტაბოლიზმი. ნახშირწყლები და მათი მეტაბოლიზმი, შეწოვის პროცესი და რეგულირება. ნუკლეინის მჟავები, ლიპიდური სტრუქტურა. ფერმენტების, ჰორმონების და ვიტამინების როლი.

სახელმძღვანელო, დამატებულია 26/06/2015


კონცეფცია, პირველადი და მეორადი, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურა, აგრეთვე ცილების და პოლიპეპტიდების ფუნქციები და ბიოლოგიური როლი ადამიანის ორგანიზმში. ამ ბიოლოგიური ნაერთების ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები და მახასიათებლები, სივრცითი აგებულება.

ლექცია, დამატებულია 26.09.2017წ


ცოცხალი სისტემების ორგანიზების დონეები. ორგანიზმების ქიმიური შემადგენლობა. ლიპიდები, ბიოპოლიმერები, მათი სტრუქტურა, ბიოლოგიური ფუნქციები და თვისებები. ზოგადი სისტემების თეორია. მაკროელემენტები, მიკროელემენტები და ულტრამიკროელემენტები. ოსმოსის მნიშვნელობა ბიოლოგიურ პროცესებში.

პრეზენტაცია, დამატებულია 04/14/2014


ზოგადი კონცეფცია, კლასების მახასიათებლები და ფერმენტების, როგორც ცილების თვისებების შესწავლა, რომლებიც მოქმედებენ როგორც კატალიზატორები ცოცხალ ორგანიზმებში. ფერმენტების რეაქცია და სუბსტრატის სპეციფიკა. ფერმენტული კატალიზის პროცესი და ფერმენტული რეაქციების კინეტიკა.

რეზიუმე, დამატებულია 12/13/2011


კონცეფცია და ფიზიოლოგიური მნიშვნელობა ფერმენტების (ფერმენტების) სხეულში, როგორც ცილის მოლეკულები ან რნმ-ის მოლეკულები (რიბოზიმები) ან მათი კომპლექსები, რომლებიც აჩქარებენ (კატალიზებენ) ქიმიურ რეაქციებს. მათი კვლევის ისტორია, კლასიფიკაცია და ტიპები, მოქმედების მექანიზმი.

ანგარიში, დამატებულია 12/12/2014


ბიოსფეროში ანაბოლიზმისა და კატაბოლიზმის პროცესების შესწავლა. ცილების შემადგენლობა, სტრუქტურა და ფუნქციები. ნახშირწყლების წყაროები და ფიზიოლოგიური როლი. ორგანიზმში წყლის, მინერალებისა და ცხიმების ცვლის შესწავლა. ფერმენტების, ჰორმონების და ვიტამინების გავლენის ანალიზი.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 18/01/2016


ამინომჟავების კონცეფცია, მათი კლასიფიკაცია და წარმოება, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. ცილის მოლეკულების სტრუქტურული ორგანიზაციის დონეები, მარტივი და რთული ცილების მახასიათებლები. ცილების ბიოლოგიური ფუნქციების განმასხვავებელი ნიშნები, მათი იზოლაციისა და ანალიზის მეთოდები.

რეზიუმე, დამატებულია 16/05/2017


მონომერის მოლეკულების შეერთება. ორგანული ნივთიერებების რთული ჯაჭვების სტრუქტურა და შემადგენლობა. სპირალური პოლიმერული მოლეკულები. ცოცხალი უჯრედის სტრუქტურა. ცოცხალი ორგანიზმების რეპროდუქცია და განვითარება. ორი მშობელი ორგანიზმის გენეტიკური ინფორმაციის კომბინაცია.

სტატია, დამატებულია 07/20/2013


მიკროორგანიზმები და ცოცხალი ორგანიზმების არაუჯრედული ფორმები, მათი აგებულება, ფიზიოლოგია, გენეტიკური სისტემის თავისებურებები. გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემის მეთოდები. მიკროორგანიზმების როლი ნივთიერებების ციკლში. მიკრობიოლოგიური პროცესების მნიშვნელობა ბიოტექნოლოგიაში.

ძიების შედეგების შესამცირებლად, შეგიძლიათ დახვეწოთ თქვენი მოთხოვნა საძიებელი ველების მითითებით. ველების სია წარმოდგენილია ზემოთ. Მაგალითად:

შეგიძლიათ მოძებნოთ რამდენიმე ველში ერთდროულად:

ლოგიკური ოპერატორები

ნაგულისხმევი ოპერატორი არის და.
ოპერატორი დანიშნავს, რომ დოკუმენტი უნდა შეესაბამებოდეს ჯგუფის ყველა ელემენტს:

კვლევის განვითარება

ოპერატორი ანნიშნავს, რომ დოკუმენტი უნდა შეესაბამებოდეს ჯგუფის ერთ-ერთ მნიშვნელობას:

სწავლა ანგანვითარება

ოპერატორი არაგამორიცხავს ამ ელემენტის შემცველ დოკუმენტებს:

სწავლა არაგანვითარება

ძებნის ტიპი

შეკითხვის დაწერისას შეგიძლიათ მიუთითოთ მეთოდი, რომლითაც მოხდება ფრაზის ძიება. მხარდაჭერილია ოთხი მეთოდი: ძიება მორფოლოგიის გათვალისწინებით, მორფოლოგიის გარეშე, პრეფიქსის ძიება, ფრაზების ძიება.
ნაგულისხმევად, ძიება ხორციელდება მორფოლოგიის გათვალისწინებით.
მორფოლოგიის გარეშე მოსაძებნად, უბრალოდ დაადეთ "დოლარის" ნიშანი ფრაზის სიტყვების წინ:

$ სწავლა $ განვითარება

პრეფიქსის მოსაძებნად, თქვენ უნდა დააყენოთ ვარსკვლავი მოთხოვნის შემდეგ:

სწავლა *

ფრაზის მოსაძებნად, თქვენ უნდა ჩართოთ შეკითხვა ორმაგ ბრჭყალებში:

" კვლევა და განვითარება "

ძიება სინონიმების მიხედვით

ძიების შედეგებში სიტყვის სინონიმების ჩასართავად, თქვენ უნდა დააყენოთ ჰეში " # "სიტყვის წინ ან ფრჩხილებში ჩადებული გამონათქვამის წინ.
ერთ სიტყვაზე გამოყენებისას, მას სამამდე სინონიმი მოიძებნება.
როდესაც გამოიყენება ფრჩხილებში გამოსახულებაში, სინონიმი დაემატება თითოეულ სიტყვას, თუ ის მოიძებნება.
არ შეესაბამება მორფოლოგიისგან თავისუფალ ძიებას, პრეფიქსის ძიებას ან ფრაზების ძიებას.

# სწავლა

დაჯგუფება

საძიებო ფრაზების დაჯგუფებისთვის საჭიროა ფრჩხილების გამოყენება. ეს საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ მოთხოვნის ლოგიკური ლოგიკა.
მაგალითად, თქვენ უნდა გააკეთოთ მოთხოვნა: იპოვეთ დოკუმენტები, რომელთა ავტორია ივანოვი ან პეტროვი, და სათაური შეიცავს სიტყვებს კვლევა ან განვითარება:

სიტყვების სავარაუდო ძებნა

სავარაუდო ძიებისთვის, თქვენ უნდა დააყენოთ ტილდი " ~ " სიტყვის ბოლოს ფრაზიდან. მაგალითად:

ბრომი ~

ძიებისას მოიძებნება ისეთი სიტყვები, როგორიცაა „ბრომი“, „რომი“, „ინდუსტრიული“ და ა.შ.
თქვენ შეგიძლიათ დამატებით მიუთითოთ შესაძლო რედაქტირების მაქსიმალური რაოდენობა: 0, 1 ან 2. მაგალითად:

ბრომი ~1

ნაგულისხმევად, დასაშვებია 2 რედაქტირება.

სიახლოვის კრიტერიუმი

სიახლოვის კრიტერიუმით მოსაძებნად, თქვენ უნდა დააყენოთ ტილდი " ~ " ფრაზის ბოლოს. მაგალითად, 2 სიტყვის ფარგლებში სიტყვებით კვლევა და განვითარება დოკუმენტების საპოვნელად გამოიყენეთ შემდეგი შეკითხვა:

" კვლევის განვითარება "~2

გამონათქვამების შესაბამისობა

ძიებაში ცალკეული გამონათქვამების შესაბამისობის შესაცვლელად გამოიყენეთ ნიშანი " ^ გამოთქმის ბოლოს, რასაც მოჰყვება ამ გამონათქვამის შესაბამისობის დონე სხვებთან მიმართებაში.
რაც უფრო მაღალია დონე, მით უფრო აქტუალურია გამოთქმა.
მაგალითად, ამ გამოთქმაში სიტყვა „კვლევა“ ოთხჯერ უფრო აქტუალურია, ვიდრე სიტყვა „განვითარება“:

სწავლა ^4 განვითარება

ნაგულისხმევად, დონე არის 1. სწორი მნიშვნელობები არის დადებითი რეალური რიცხვი.

ძიება ინტერვალში

იმისათვის, რომ მიუთითოთ ინტერვალი, რომელშიც უნდა იყოს განთავსებული ველის მნიშვნელობა, უნდა მიუთითოთ საზღვრის მნიშვნელობები ფრჩხილებში, გამოყოფილი ოპერატორის მიერ. TO.
განხორციელდება ლექსიკოგრაფიული დახარისხება.

ასეთი შეკითხვა დააბრუნებს შედეგებს ავტორით, დაწყებული ივანოვიდან და დამთავრებული პეტროვით, მაგრამ ივანოვი და პეტროვი არ ჩაირთვება შედეგში.
დიაპაზონში მნიშვნელობის დასამატებლად გამოიყენეთ კვადრატული ფრჩხილები. მნიშვნელობის გამოსარიცხად გამოიყენეთ ხვეული ბრეკეტები.