Почему биосинтез белка считают одной из важнейших форм пластического обмена кратко

Обновлено: 28.06.2024

Ассимиляция – это совокупность реакций биологического синтеза.

Вопрос 3. Объясните, почему рибосома перемещается по иРНК не плавно, а прерывисто, по триплетам.

В активном центре рибосомы размещаются два триплета иРНК и соответственно две тРНК. Рибосома перемещается по иРНК не плавно, а прерывисто, триплет за триплетом. На каждом шаге присоединяется новая аминокислота. Транспортные РНК перемещаются со своей аминокислотой к рибосоме и "примеряют" свой антикодон к очередному кодону иРНК, находящемуся в активном центре (комплементарные нуклеотиды хорошо подходят друг другу, между ними возникают водородные связи) . Если антикодон оказывается не комплементарным, то тРНК удаляется в цитоплазму к другим рибосомам. Если же он оказывается комплементарным, то тРНК присоединяется к кодону водородными связями.

Вопрос 4. Где синтезируются рибонуклеиновые кислоты?

Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Затем матричные РНК (мРНК) подвергаются сплайсингу и принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Трансляция — это синтез белка на матрице мРНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК.

Вопрос 5. В какой части клетки происходит синтез белка?

Синтез белка является основой жизнедеятельности клетки. Для осуществления этого процесса в клетках всех без исключения организмов имеются специальные органеллы — рибосомы. Рибосомы представляют собой рибонуклеопротеидные комплексы, построенные из 2 субъединиц: большой и малой. Функция рибосом заключается в узнавании трехбуквенных (трехнуклеотидных) кодонов мРНК, сопоставлении им соответствующих аминокислот и присоединении этих аминокислот к растущей белковой цепи. Двигаясь вдоль молекулы мРНК рибосома распознает кодон за кодоном и синтезирует белок в соответствии с информацией, заложенной в молекуле мРНК.

Вопрос 6. Обсудите в классе, почему биосинтез белка считают одной из важнейших форм пластического обмена.

Наиболее важным процессом пластического обмена является биосинтез белка. Биосинтез белков осуществляется во всех клетках прокариот и эукариот. Информация о первичной структуре (порядке аминокислот) белковой молекулы закодирована последовательностью нуклеотидов в соответствующем участке молекулы ДНК — гене. Ген— это участок молекулы ДНК, определяющий порядок аминокислот в молекуле белка. Следовательно, от порядка нуклеотидов в гене зависит порядок аминокислот в полипептиде, т.е. его первичная структура, от которой в свою очередь зависят все другие структуры, свойства и функции белковой молекулы. Система записи генетической информации в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов называется генетическим кодом. Т.е. единица генетического кода (кодон) — это триплет нуклеотидов в ДНК или РНК, кодирующий одну аминокислоту. Всего генетический код включает 64 кодона, из них 61 кодирующий и 3 некодирующих (кодоны-терминаторы, свидетельствующие об окончании процесса трансляции).

Вопрос 7. Приведите ещё примеры биологических реакций, которые можно отнести к пластическому обмену. Объясните свой выбор.

Фотосинтез и биосинтез белков — примеры пластического обмена. Смысл этого процесса состоит в том, что поступающие в клетку из внешней среды пищевые вещества, резко отличающиеся от вещества клетки, в результате химических превращений становятся веществами клетки.

Почему биосинтез белка считают одной из важнейших форм пластического обмена?

Потому, что биосинтез белка - это цепь синтетических реакций, которые исполняют план ДНК, а ДНК жехранит, передает и реализуетгенетическую программу развития и функционирования живых организмов - главнейшую вещь, без которой организм не знал бы, как ему "строиться".

Поэтому биосинтез - реализатор этой программы и, соответственно, является важнейшей формой пластического обмена(это совокупность всех реакций биосинтеза).

Где происхоит пластический и энергетический обмен?

Что относится к подготовительной основной и заключительной стадии обмена?

Состав белков жиров углеводов плз СРОЧНОО.

Пластический обмен - анаболизм?

Пластический обмен - анаболизм.

Синтез молекул АТФ происходит в процессе а) энергетического обмена ; б) пластического обмена ; в) деления клетки ; г) биосинтеза белков?

Синтез молекул АТФ происходит в процессе а) энергетического обмена ; б) пластического обмена ; в) деления клетки ; г) биосинтеза белков.

Что значит пластический обмен?

Что значит пластический обмен.

В процессе пластического обмена в клетках синтезируются молекулы а)белки, б)вода, в)атф , г)неорганичесеких вевеществ?

В процессе пластического обмена в клетках синтезируются молекулы а)белки, б)вода, в)атф , г)неорганичесеких вевеществ.

Не относится к процессам биосинтеза :1?

Не относится к процессам биосинтеза :

Пластический обмен 3.

Что называют пластическим обменом в клетке?

Как осуществляется биосинтез белка?

Почему обмен веществ считают важнейшем процессом жизнедельности клетки?

Почему обмен веществ считают важнейшем процессом жизнедельности клетки.

Почему обмен веществ считают важнейшим процессом жизнедеятельности клетки?

Почему белки считают наиболее важными органическими веществами живой природы?

Почему белки считают наиболее важными органическими веществами живой природы.

Вопрос Почему биосинтез белка считают одной из важнейших форм пластического обмена?, расположенный на этой странице сайта, относится к категории Биология и соответствует программе для 5 - 9 классов. Если ответ не удовлетворяет в полной мере, найдите с помощью автоматического поиска похожие вопросы, из этой же категории, или сформулируйте вопрос по-своему. Для этого ключевые фразы введите в строку поиска, нажав на кнопку, расположенную вверху страницы. Воспользуйтесь также подсказками посетителей, оставившими комментарии под вопросом.

В полу замороженном (в подвижном). В анабиоз она не впадает.

Промотор называется этот участок.

Форма тела червя - круглая. Окрас червя - краснобурого цвета. Строение червя : Передний конец 1)тела задниий конец тела 2)поясок 3)щетинки 4)слизь 5)сегменты Кожа червя влажная, с помощью нее ему легче передвигаться, а щетинки он использует в качес..

Нельзя точно сказать, потому что каждый ген содержит разное соотношение экзонов и интронов. Для этого белка будет содержать чуть более 900 нуклеотидов, соотвественно в ДНК будет > = 900 пар оснований 1 аминокислота - 3 нуклеотида 560 аминокислот - 1..

Размножение — присущее всем живым организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки. Разные с..

Дикая редька, пастушья сумка имеют стержневые корни, сетчатое жилкование листьев и две семядоли в семенах. По таким признакам их относят к классу двудольных. , цвтки дикой редьки и пастушьей сумки сходны между собой. Чашечка их цветков состоит из ..

1. Там и там холодно. В тундре есть растительность, а в арк. Пустыне нет - лед. 2. Северный олень (травоядный) , полярная сова (хищник) , лемминг ( насекомоядная) 3. Ягель медленно растет. Всего несколько миллиметров в год. Если олени съедают н..

1)Предмет изучения биологии - все проявления жизни. Строение и функции живых существ и их природных сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и с неживой природой. 2)Из соображения безопастности и выживания : какие п..

Императорский пингвин - Царство : Животные Тип : Хордовые Класс : Птицы Отряд : Пингвинообразные Семейство : Пингвиновые Род : Императорские пингвины Вид : Императорский пингвин Антарктический пингвин - Царство : Животные Тип : Хордовые Класс : Птицы..

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Важной частью метаболизма является пластический обмен. Другие названия этого явления — анаболизм, ассимиляция или биосинтез. Благодаря ему, в организме синтезируются белки, сложные углеводы, ферменты и гормоны. Из белков и липидов строятся живые клетки и другие структурные единицы организма. Это сложный процесс, который присущ большинству живых существ на планете.

Синтез белка
Анаболизм углеводов
Производство нуклеотидов и жирных кислот
Процесс фотосинтеза
Особенности хемосинтеза
Взаимосвязь пластического и энергетического обмена

Синтез белка

К процессам пластического обмена относят реакции образования белков, углеводов и липидов.

Образование протеинов происходит в цитоплазме клеток. Белковая молекула — сложное полимерное образование. Её составной частью или мономером являются аминокислоты. Всего описано 20 основных аминокислот. Из них состоят белки большинства живых организмов. В отдельных случаях в процессе задействованы модифицированные аминокислоты:

десмозин;
гамма-карбоксиглутаминовая кислота;
селеноцистеин.

Синтез белков основан на принципе матрицы. В организме существуют особые матричные молекулы. Они несут в себе информацию о последовательности аминокислот в протеиновой цепочке. Наиболее часто такой матрицей служит молекула рибонуклеиновой кислоты — матричная или информационная РНК. С её помощью происходит определение структуры вещества.

Этапы пластического обмена белков:

Трансляция — формирование полипептидной цепочки.
Фолдинг — цепочка занимает определённое положение и структуру в трёхмерном пространстве.
Химическое преобразование молекулы.
Доставка готового полипептида к месту назначения — органу или клетке.

В процессе трансляции последовательность аминокислот в белковой цепочке выстраивается в соответствии с кодом информационной РНК. В этом участвуют рибосомы — особые клеточные структуры, состоящие из 2 частей. В каждой части рибосомы содержится белковая часть и рибонуклеотидная.

Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортной РНК (сокращённо тРНК). На одном из участков этой молекулы имеется так называемый антикодон. Подходя к иРНК, он связывается с её участком — кодоном по принципу комплементарности. Молекула тРНК попадает в большую единицу рибосомы, и доставленная аминокислота присоединяется к строящейся белковой цепочке.

Синтез протеинов требует большого количества энергии. Она используется на следующие цели:

Для активирования трансляции.
На активацию каждой аминокислоты, участвующей в процессе.
Для связывания комплекса тРНК + аминокислота с рибосомой.
Для перемещения рибосомы после присоединения новой аминокислоты к пептидной цепи.
Для завершения процесса трансляции.

Такой значительный расход энергии нужен, чтобы обеспечить точность формирования белковой молекулы и необратимость процесса.

Анаболизм углеводов

Синтез углеводов состоит из нескольких этапов. Вначале из неуглеводных соединений формируются молекулы глюкозы (глюконеогенез). Затем из глюкозы синтезируется гликоген (процесс называется гликонеогенез).

Функции синтеза глюкозы в организме человека выполняют:

печень;
почки;
кишечный эпителий.

Основная совокупность химических реакций происходит в цитозоле. Часть подготовительных процессов протекает в эндоплазматической цепи клетки и митохондриях.

Исходным веществом для синтеза может служить пируват. Процесс характеризуется расходом большого количества энергии.

Процесс гликонеогенеза протекает в клетках печени и мышечной ткани. Основная часть реакций проходит в цитозоле. Синтез состоит из нескольких стадий:

Молекула глюкозы подвергается фосфорилированию с использованием энергии от 1 молекулы АТФ. В результат получается глюкозо-6-фосфат.
Фосфатная группа в новой молекуле направится с шестого атома углерода на первый. Образуется глюкозо-1-фосфат.
Полученное соединение переносится на УТФ — получается молекула УДФ-глюкозы.
УДФ-глюкоза полимеризуется и получается гликоген. В процессе участвует фермент гликогенсинтаза. При этом молекула УДФ отделяется от моносахаридной части.

Производство нуклеотидов и жирных кислот

Нуклеотиды образуются во всех живых клетках организма в цитоплазме. Процесс этот сложный и многоступенчатый. И сходными компонентами являются ионы и нециклические молекулы. В процессе синтеза получаются гетероциклические азотистые основания.

Жирные кислоты синтезируются в цитоплазме адипоцитов — клеток жировой ткани. Процесс состоит из большого количества химических реакций. Практически все они протекают с помощью единого катализатора. Этот комплекс состоит из большого количества ферментов. Синтез липидов — циклическое явление. В результате каждого цикла к молекуле кислоты присоединяются 2 новых атома углерода.

Процесс фотосинтеза

Этот биохимический процесс присущ растительному царству. Без него жизнь на планете оказалась бы невозможной. Больше половины живых организмов, существующих на Земле, нуждаются в кислороде для нормальной жизнедеятельности. Они используют его для дыхания, а взамен выделяют в окружающую среду углекислый газ.

Атмосферный кислород поступает из зелёных листьев растений. В них содержатся особые включения — хлоропласты. Снаружи каждый хлоропласт покрыт двойной мембраной. Внутри в цитоплазме содержатся гранулы (тилакоиды) с собственными защитными покрытиями. В тилакоидах и содержится хлорофилл, обеспечивающий процесс фотосинтеза. Именно он придаёт листьям и траве зелёную окраску.

В ходе реакции фотосинтеза осуществляется объединение 6 молекул углекислого газа с молекулами воды. В результате образуется молекула глюкозы. В качестве побочного продукта выделяется кислород. Этот процесс возможен только в присуствии солнечного света.

Особенности хемосинтеза

Этот тип питания, вероятно, наиболее древний и возник раньше фотосинтеза. Схема химических реакций существенно отличается от фотосинтеза. Энергия для химических процессов берётся не от солнечного света, а от окисления неорганических веществ. Некоторые виды бактерий получают запасы энергии при окислении аммиака. Это соединение образуется при гниении органических остатков.

Этот вид аутотрофного питания характерен только для некоторых представителей ряда прокариот. Многие доядерные организмы живут в условиях, где нет кислорода — на большой глубине в морях и океанах и пр.

Как и фотосинтез, хемосинтез относится к типам аутотрофного питания. То есть органические вещества, необходимые для жизни, образуются из неорганических исходных компонентов. Энергия в обоих случаях накапливается в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата).

Основные характеристики хемосинтеза:

Получение энергии не от солнечных лучей, а от химических реакций окисления.
Использование этого типа питания только некоторыми доядерными бактериями.
Отсутствие хлорофилла в клетках.
Использование в качестве исходного материала не только углекислоты, но и окиси углерода, метанола, уксусной и муравьиной кислоты и пр.
Получение энергии в результате окисления неорганических молекул — серы, железа, водорода, марганца, азотистых соединений.

Все организмы, использующие хемосинтез, делят на несколько классов по субстрату для получения энергии. Примеры представлены в таблице.

Класс микроорганизмов	Субстрат
серобактерии	сернистый водород
железобактерии	соли железа
нитрифицирующие	аммиак
метанобразующие	органические остатки

В природе хемотрофы поддерживают почвы в плодородном состоянии, насыщая их полезными веществами, необходимыми для роста и развития растений.

Взаимосвязь пластического и энергетического обмена

Конечным продуктом, в котором накапливается энергия в живых клетках, является АТФ. Образуются молекулы в результате окисления органических веществ.

Пластический обмен — это в биологии процесс, обратный энергетическому. Все вещества при этом распадаются и образуется молекула АТФ. Энергия, полученная в результате распавшихся химических связей, используется для сборки и удержания связей аденозинтрифосфата. В ходе пластического обмена происходит обратный процесс — молекула АТФ распадается, освобождённая при расщеплении энергия используется для химических реакций.

Биология

Процесс синтеза в биологии, как и в любой другой отрасли — это образование сложных структур из менее сложных. При этом строение составных элементов может частично, или даже полностью сохраняться в неизменном виде, а может полностью изменяться. В первом случае синтез напоминает строительство конструкций из кубиков Лего, а во втором — образование сложных сплавов, солей и гидроксидов, свойства которых совершенно другие и ничем не напоминают исходные элементы.

Биосинтез — один из самых сложных видов таких преобразований исходных компонентов. Сюда входят процессы формирования ДНК из отдельных нуклеотидов, строительство белков из аминокислот, фотосинтез. Биосинтез может происходить (и происходит как естественным путем, в организме человека, животных и некоторых растений, так и искусственным — производство белковых питательных веществ.

Это один из самых важных процессов в организме человека. Все характерные признаки и функции каждой клетки определяются белковой структурой. Сложность существования организма на клеточном уровне определяется тем, что длительность жизни белка непродолжительна. Без постоянного синтеза новых молекул клетки не смогут восстанавливаться и функционировать надлежащим образом. Синтезируются тысячи белковых структур, и это только в пределах одной клетки.

Рис.1. Структура ДНК

Исследования в области биосинтеза белков начались в 40-х годах прошлого столетия и дляться до сих пор. Самые важные открытия совершили Макс Бергманн, Джек Шульц, Торбьерн Касперссон, Раймонд Джиннер и другие ученые. В 50-х годах Ф.Крик установил правило синтеза, ставшее аксиомой — ДНК → РНК → белок. Свойства конкретного белка определяются последовательностью расположения аминокислот в молекулах. За правильное размещение структурных элементов отвечают гены — части ДНК, в которых зашифрована минимальная часть наследственной информации.

Каждый белок синтезируется по одной схеме, состоящей из двух этапов, получивших название транскрипции и ретрансляции. В свободном переводе, это снятие информации с гена ДНК и передаче ее на строящиеся аминокислоты. Техника такой передачи достаточно сложная и энергоемкая, без притока внешней энергии она невозможна.

Рис 2. Схема биосинтеза

Транскрипция

На первом этапе транскрипции с цепочки ДНК снимается абсолютно точная копия, в результате которой получается идентичная с исходной цепочка РНК. Для такой информационной копии нужен катализатор, в роли которого выступают ферменты, и источник питания, в случае синтеза белка — это АТФ. Процесс синтеза происходит с высокой скоростью — в пределах одного организма за минуту осуществляется до 60 000 связей на уровне пептидов.

Рис 3. Сравнение ДНК и РНК.

Трансляция

Для построения нового белка в клетке должен быть набор необходимых аминокислот, которые вырабатываются в организме, или получаются при переваривании поступающей извне пищи. Это говорит о том, что для полноценной деятельности организма питание должно быть полным и сбалансированным, с достаточным количеством белка. Аминокислоты, в основном, поступают после расщепления пищевого белка.

Поступающие аминокислоты переносятся специальными транспортными РНК, которые реагируют на информацию в виде кодона, единицы генетического кода. На аминокислоте должен быть соответствующий тринуклелеотид — антикодон. На рибосоме закрепится только та аминокислота, код которой подходит. На каждый элемент цепочки уходит 0,2 с. Именно на такое время останавливается рибосома, движущаяся по цепочке иРНК.

Между аминокислотами, поступающими на рибосому на каждом последующем участке, формируются пептидные связи. Они возникают благодаря наличию в начале участка одной аминокислоты аминогруппы, а на соответствующем конце соседней — карбоксильной группы. Связь возникает прочная и неразрывная.

Белковая цепочка заканчивает формирование после контакта рибосомы к определенным маркером, обозначающим конец этого этапа синтеза. Цепочка аминокислот отрывается от иРНК и передвигается в цитоплазму, для формирования вторичных и третичных структур. Процесс синтеза происходит непрерывно, после перехода рибосомы на следующую позицию на ее место тут же заступает другая и копирует цепочку с иРНК. Выполнившая свою задачу рибосома переходит на другую РНК и формирует другой белок.

Читайте также: