Макромолекулы. Биологии человека

БАЗА ЗНАНИЙ ПО
БИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА

БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: СОДЕРЖАНИЕ
Физиология
Клеточная биология
Генетика
Биохимия
Эндокринология
Иммунология
Молекулярная биология
Репродукция и развитие
Патологии
Молекулярная эволюция
Биология сенсорных систем

http://humbio.ru/humbio/molbio

МОЛЕКУЛЯРНАЯ

От клетки – к организму

Организм человека образован около 200 типами клеток
Все

Идентичный геном, но разный протеином

Макромолекулы=биполимеры

Типы
Структура
Локализация
Биогенез
Свойства
Функции
Взаимодействия

Макромолекулы обладают сложной и точно детерминированной структурой, имеют уникальные свойства и

Б Е Л К И

Составляют до 50% сухого веса клетки
Отличаются огромным

Классификация белков

По составу: простые
сложные
По структуре: фибриллярные
глобулярные
По функциям:

Мономеры белков - аминокислоты

Каждая аминокислота состоит из двух частей:
Консервативная (аминогруппа

Структура белков

Первичная структура белков

Элементарный уровень организации
Определяется последовательностью аминокислот, которая является специфичной и

Аминокислоты соединяются между собой при помощи пептидной связи, которая образуется между

Вторичная структура белков

Образуется при помощи водородных связей
Представлена α-спиралями и β-слоями
Упаковываясь компактно,

α-спирали и β-слои

α-спирали образуются при закручивания полипептидной цепи за счет определенных

Третичная структура

Обеспечивается при помощи водородных, дисульфидных и ионных связей, а также

Конформационные переходы

Домен – компактный участок белка (100-400 АА) со специфической функцией;

Четвертичная структура

Является результатом объединения нескольких полипептидных цепей, удерживаемых за счет гидрофобных

Примеры четвертичной структуры

Денатурация и ренатурация белков

Денатурация – это процесс утраты трехмерной конформации, присущей

Функции белков

Промышленное получение терапевтических белков

Carticel www.carticel.com

Epicel

NeuroCell

Био-нанотехнологии

это сборка из атомов и молекул нано-машин, то есть
мельчайших образований с

Использование нано-роботов

Современная диагностика
Доставка лекарственных препаратов
Восстановление повреждений на клеточном уровне
Обнаружение патологических клеток

Био-наноробот состоит как минимум из трех модулей:

- транспортный модуль (именно он

Нуклеиновые кислоты

Линейные биополимеры,
состоящие из нуклеотидов
2 типа: ДНК и РНК
Имеют

James Watson şi Francis Crick

Rosalind Franklin

Maurice Wilkins

Нуклеотиды - мономеры нуклеиновых кислот

Нуклеотид состоит из трех элементов

Азотсодержащее основание
Пентоза
Фосфатная группа

Азотистые основания

5-углеродный сахар - пентоза

РНК

ДНК

Мономеры ДНК:
4 типа дезоксирибонуклеотидов (dNTP→dNMP)
dATP → dAMP
dGTP → dGMP
dCTP

Мономер ДНК

N

P

P

P

3’

C

C

C

C

C

O

2’

4’

5’

1’

α

β

γ

Первичная структура ДНК

Цепь нуклеотидов, соединенных прочной ковалентной фосфодиэфирной связью между 3‘атомом

5' GCGT ... 3‘

Вторичная структура ДНК

Двойная спираль из двух антипараллельных цепей, соединенных водородными связями

Принцип комплементарности

Комплементарность определяет:

Стабильность молекулы ДНК
Механизм репликации
Механизм транскрипции
Механизм рекомбинации
Механизм репарации ДНК

Существует несколько типов спиралей ДНК, которые отличаются наклоном основания к центральной

Третичная структура ДНК

Образуется при взаимодействии ДНК с белками при помощи водородных

Свойства ДНК

Репликация
Репарация
Денатурация и ренатурация
Спирализация, суперспирализация и деспирализация
Гетерогенность последовательностей
Гибкость (пластичность) молекулы
Перемещение (миграция)

Функции ДНК

Хранение генетической информации
- 98% в ядре, 2% в митохондриях
Передача

Джеймс Уотсон, американский биолог, лауреат Нобелевской премии 

«Было принято считать, что наша

Особенности ДНК прокариот

Располагается в цитоплазме, в виде нуклеоида (1 центральная молекула

Особенности ДНК эукариот

В ядре (98%) и митохондриях (2%)
Длинная линейная молекула
Ассоциируется с

Особенности митохондриальной ДНК

Располагается в митохондриях (по 2-10 молекул)
Количество врьирует и зависит

Уровни организации РНК

Первичная структура – полинуклеотидная цепь, соединенных фосфорнодиэфирной связью;
-

Типы и функции РНК

мРНК – перенос ГИ, матрица для синтеза белка
тРНК

Типы и функции РНК

мРНК – перенос ГИ, матрица для синтеза белка
тРНК

рРНК

мяРНК (snRNA) Малые ядерные РНК

- oбнаруживаются в ядре;
- всегда связаны с

мцРНК (scRNA) Малые цитоплазматические РНК

Различные по происхождению и функции малые РНК, размером

миРНК (siRNA) малые интерферирующие РНК

миРНК получаются из протяженной двуцепочечной РНК
(dsRNA), последняя

микроРНК (miRNA)

-образуются из крупных
первичных транскриптов, которые
имеют частично комплементарные

Эти удивительные микроРНК…

Описаны впервые в 1993 году
Состоят из 19-24 нуклеотидов
Не кодируют

Значение микроРНК

Играют важную роль в развитии многих заболеваний (рак, болезни метаболизма,

МикроРНК ингибирует выработку инсулина
МикроРНК помогут в лечении онкологических заболеваний
МикроРНК помогает обнаружить

СТРУКТУРА
СВОЙСТВА
ФУНКЦИИ
клетки

Базируются на
молекулярной
основе

ДНК– содержит информацию
РНК– синтез белков
Белки– обеспечивают
жизнедеятельность

Взаимоотношения макромолекул в клетке

ДНК

РНК

Белки

Функции молекулы

? ✌ ? ? ☞ ☟ ?

Связь: строение – среда

Качество ДНК

Качество внутриклеточных и внеклеточных белков

Качество и продолжительность жизни человека

Знание НК