Белок биосинтезі Көмірсу Нуклеин қышқылы синтезі презентация

ЖОСПАР
Кіріспе
Негізгі бөлім
Белок биосинтезі
Көмірсу құрылымы
Нуклеин қышқылы синтезі
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

КІРІСПЕ
Белок биосинтезі тіршіліктің ең маңызды қасиеттерінің бірі, себебі тіршілік процесінде белок молекулалары әртүрлі биохимиялық реакцияларға түсіп ыдырап жойылып отырады, ал олардың орнын толтыру тек жаңа белок молекулаларының синтезделуі нәтижесінде жүзеге асады. Мұнда ДНҚ, РНҚ, АТФ және белоктардың қызметі бірігеді.
Көмірсулар (моносахаридтер – қарапайым қанттар, гидролизденбейді, бұлар глюкоза, фруктоза; дисахаридтер-әр молекуласы 2 моносахаридтерден тұрады: сахароза, лактоза; полисахаридтер - өте күрделі заттар: крахмал, клетчатка) табиғатта өте көп таралған, оның адам өмірінде маңызы өте зор. Организмге қажет қуаттың (энергия) көбі көмірсулар арқылы жүреді.
Нуклеин қышқылы - пішіні жіп тәрізді, жоғарғы молекулалы, ерітінділерінің тұтқырлығы жоғары қосылыс. Нуклеин қышқылдары - нуклеотид полимерлерінен құралған. Нуклеотидтердің химиялық құрамы - пиримидиндік немесе пуриндік негіздер, пентоз, фосфор қышқылының қалдығы.

Клеткадағы зат және энергия алмасулар
Тірі организмдердің ерекше қасиеті — олар зат алмасуға (метаболизмге) және көптеген әр түрлі химиялық реакцияларға қатысуға кабілетті болады. Сырткы ортамен үнемі зат алмасып отыру — тірі жүйелердің негізгі қасиеттерінің бірі. Клеткаларда биологиялық синтез және ыдырау процестері үздіксіз жүріп отырады. Синтез процесі жалпы анаболизм (гр. "ана" — тірі дене), ал ыдырау процесі катаболизм (гр. "ката" — өлі дене) деп аталады.
Синтез — бұл жай заттардың энергия жұмсау аркылы күрделі заттар түзу процесі. Мысалы, аминқышқылдарынан белоктар, моносахаридтерден күрделі көмірсулар, нуклеотидтерден нуклеин қышқылдары синтезделеді. Синтезделген заттар өсу процесі кезінде клетка мен оның органоидтерінің түзілуі үшін және жұмсалған немесе зақымданған молекулаларды қалпына келтіру үшін пайдаланылады.
Ыдырау процесі кезінде күрделі заттардан жай заттар түзіліп, энергия бөлініп шығады. Мысалы, қанттар органикалық қышқыл мен спиртке ыдыраса, органикалық қышкылдар өз кезегінде көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды. Зат алмасудың ерекше белгісі сол, мұнда анаболизм және катаболизм процестері бірдей уакытта сыртқы ортамен өзара тура байланыста жүреді.

Биосинтез
Көмірсу биосинтезі
Белок
биосинтезі
Күн энергиясы
Химиялық байланыстар энергиясы
Күн
АТФ

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Белок биосинтезі
Генетикалық код

Белок туралы алғашқы мәліметтер XVIII ғасырдан белгілі. 1745 ж. италиялық ғалым Беккори бидай ұнынан лейковина деген белокты бөліп шығарған. 19 ғасырдың 30-жылдарында ет, жұмыртқа, сүт, өсімдік тұқымдарында белоктық заттар бар екені анықталды. Ғалымдарың содан бергі зерттеулері нәтижесінде барлық тірі организмдер клеткасында болатын тірі материя – протоплазма, негізінен, белоктан құралатыны анықталды. белок тірі организмнің негізін құрайды, онсыз өмір жоқ.
Фридрих Энгельс пікірі бойынша: «Тіршілік — белок заттарының өмір сүру формасы».
Я.Беккори

Ақуыз құрамы
Ақыздардың қасиеттерін олардың құрамы мен құрылымы анықтайды. Ақуыз молекуласындағы а-аминқышқылдары қалдықтарының саны әр түрлі болады, кейде бірнеше мыңға дейін жетеді. Әр ақуызда а-аминқышқылдары тек осы ақуызға ғана тән ретімен орналасады. Олардың молекулалық массалары бірнеше мыңнан миллионға дейін жетеді. Мысалы, жұмыртқа ақуызының молекулалық массасы 36000, бұлшық ет ақуызының молекулалық массасы — 150000, адам гемоглобині 67000, ал көптеген ақуыздардікі > 300000 шамасында. Олар, негізінен, көміртек (50—55%), оттек (20—24%), азот (15—19%), сутектен (6—7%) тұрады.

Молекулалық биологияның орталық догмасы

Клеткадағы рибосомалар локализациясы

Рибосома морфологиясы

Про- және эукариоттар рибосомалары
Прокариоттық:
70S = 30S + 50S
Эукариоттық:
80S = 40S + 60S

Рибосома суббірліктері

Белоктардың синтезі рибосомада жүреді
Белоктардың синтезі үшін қажет энергия АТФ және ГТФ арқылы қамтамасыз етіледі, айта кету керек, бір пептидтік байланыс түзілу үшін 4 макроэргтік қосылыс қажет:
20-ға жуық амин қышқылдары;
20-дан астам аминоацил - т-РНҚ синтетаза ферменті;
20-ға жуық т-РНҚ;
Мg2+ ионы, конц 5-8 тМ қажет.
Сонымен барлығы 200-ге жуық макромолекулалар, белоктық факторлар қажет.

Рибосоманың негізгі қызметі – белок молекуласын синтездеу
Кіші бөлігінде трансляция (көшіріп аудару) процессі жүреді
Үлкен бөлігінде аминқышқылдары жинақталып, белок молекуласы түзіледі.
Эндоплазмалық тордың мембранасында орналасқан рибосомалар белоктың биосинтезі жүретін және оларды тасымалдайтын бірыңғай жүйе болып есептеледі.

РНҚ-ның құрылысы мен функциясы
Әрбір жасушада ДНҚ-ға қарағанда РНҚ-ның мөлшері 5-10 есе көп кездеседі.
РНҚ-ның бастапқы рөлі- ақуыздар түзіп, генетикалық ақпаратты трянсляциялау және де әр түрлі ген экспрессиясының кезеңдерінде қатысатын эндонуклеазалық функцияларды реттейді.
Кейбір вирустардың (ретровирустарда және көптеген жануарлар вирусында)
өсімдіктер мен жәндіктерде РНҚ бір және екі тізбекті молекула күйінде кездеседі.

РНҚ-ның ерекшеліктері – бір полинуклеотидтік тізбектен тұрады.
2-жіпшелік РНҚ өте сирек кездеседі. Бірақ, РНҚ -РНҚ деген екі құрылымның «шпилка» деп аталатын құрылымы жиі кездеседі. Бұл құрылымның комплементарлы азоттық негіздер болады.
(А-Ц-Г-С) – осы құрылымдарды үшінші реттік құрылым деп атайды.
Т-РНҚ - беде жапырағы деп аталатын екінші ретті құрылымдар кездеседі

РНҚ-ның түрлері.
Көптеген жасушада мынадай РНҚ-ның түрлері кездеседі:
рибосомды (рРНҚ)
транспортты (тРНҚ)
ақпараттық немесе матрицалық (мРНҚ).
Көбінесе клеткада кіші цитоплазмалық РНҚ-лар (мцРНК), ал эукариот жасушаларында кіші ядролы РНҚ-лар кездеседі (мяРНК).

и-РНҚ құрылысы
ГЕНЕТИКАЛЫҚ КОД

Биологиялық код - ақуыздардың бірінші реттік
құрылысы туралы ақпаратты нуклеин қышқылдары
арқылы анықтау әдісі
Генетикалық кодтың касиеттері:
триплеттік (әрбір амин қышқылы үш нуклеотидпен кодталады);
барлық тірі ағзаларда әмбебап;
қайталанушылық (яғни бір амин қышқылын бірнеше триплет кодтайды).
Амин қышқылдарын кодтайтын нуклеодитер
триплет немесе кодон деп аталады, олар т-РНҚ-дағы антикодонға комплементарлы.

Төрт түрлі нуклеотидтен 64 кодон түзіледі,
ондағы 61-і амин қьшқылдарын кодтайды және
бірі метионинді кодтайтын АУГ-триплеті
инициациялаушы болып табылады.
Қалған 3 триплет (УАА, УАГ, УГА) амин қышқыл-
дарын кодтамайды, оны терминациялаушы
триплеттер деп атайды. Терминациялаушы
триплеттер ақуыздың синтезін аяқтайды.

Маңызы қызметі: триплеттілігі, биологиялық кодта код саны - 3. Үш нуклеотидтік қалдықтан бір амин қышкылы қолданылады.
аяқтаушы триплеттер - УАА, УАГ, УГА ақуыз
синтезінің аяқталғанынын көрсетеді
Ерекшелігі: әр триплет бір ғана амин қышқылын кодтайды
Әмбебаптылығы: биологиялық код барлық ағзада бірдей

1. Ядролық кезең немесе транскрипция. Мұнда ДНҚ қос тізбегінің біреуінің комплементарлы көшірмесі болып табылатын и-РНҚ синтезі жүреді. Осы жолмен синтезделген и-РНҚ әрі қарай синтезделетін белоктың негізі болып табылады.
2. Цитоплазмалық кезең яғни трансляция. Цитоплазмада 4 әріптік генетикалық информацияның триплеттік кодтың көмегімен 20 әріптік амин қышқылдарынан тұратын белоктың тізбегіне айналу процесі жүреді. Сонымен бірге онда белоктардың үшінші, төртінші реттік құрылысының кеңістікте орын алуы және олардың клетка метаболизміне тікелей қатынасуына мүмкіндік туады.
Белоктардың синтезделуі негізінен екі кезеңнен тұрады:

Белок синтезі сатылары:

ТРАНСКРИПЦИЯ (лат. transcrіptіo – қайта көшіріп жазу) – тірі клеткалардағы рибонуклеин қышқылының биосинтез процесі. Ол дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) матрицасында жүреді. Транскрипция аденин, гуанин, тимин жәнецитозиннің қайталанбалы тізбегінен тұратын ДНҚ молекуласындағы генетикалық ақпараттың іске асуының бірінші кезеңі. Транскрипция арнайы ДНҚ және РНҚ полимераза ферменті арқылы жүреді. Транскрипция нәтижесінде РНҚ молекуласының полимерлі тізбегі түзіледі. Бұл тізбек ДНҚ молекуласының көшірілген бөлігіне комплементарлы болады.

ТРАНСЛЯЦИЯ — полипептид тізбегінің гендегі иРНҚ негізінде ақпаратқа сай түзілуі. Трансляция болашақ белокқа тән иРНҚ-на жазылған нуклеотидтер кезегін түзілетін белоктардың амин қышқылдарының кезегіне айналдырады. Бұл жұмысқа иРНҚ-нан басқа рибосомалар, тРНҚ,аминоацил синтетазалар, белоктан тұратын инициация, элонгация және терминация факторлары қосылған күрделі құрамдар қатынасады.

Трансляцияның жалпы кезеңдерінің сызбанұсқасы

Бұл пептид синтезінің басталуы. Осы жерде рибосомалардың не суббірліктерінің бірлесуі және алғашқы амино-ацил т-РНҚ-ң қосылуы жүреді. Инициирлеуші, бастаушы кодон АУГ метионин аминқышқылын шифрлайды, сондықтан пептидиальді бөлікте метионинді алып жүруші т-РНҚ алғашқы орынды алады.
Трансляцияның инициация процесстері инициация факторлары -ақуыздармен катализденеді.

Инициация кезінде РНҚ полимераза промотормен қосылып ДНҚ шынжырын тарқатады. М-РНҚ бір шынжырлы. ДНҚ –да РНҚ-ның орналасуы комплементарлық принциппен өтеді. Мұндай бірізділік трансляцияның терминациялы кодоны деп аталынады.
ДНҚ транскрипциялы аймағы, яғни промотор мен терминтатор арасында орналасса транскрипция бірілігі немесе транскриптоном деп аталынады. ДНҚ транскрипциялы аймағы, яғни промотор мен терминтатор арасында орналасқан транскрипция бірлігі немес транскриптон деп аталынады, ал түзілген РНҚ алғашқы транскриптат делінеді.
Прокариоттарда алғашқы транскриптатта РНҚ-ның көшірмесі бірнеше гендерден тұрады, ал эукариоттарда – біреу ғана.
РНҚ полимеразаның бірнеше типтері белгілі. РНҚ-ның транскриптаттың 5/ - соңы синтезделінеді, содан кейін кэпирленеді. Кэпирлену – бұл белгі нуклеотидтердің бірізділігінің қосылуы. Кэпирлену қызметі – РНҚ транскриптатаны бұзылудан қорғау және рибосомамен байланысады. Одан трансляция басталады,сосын кэп алынып тасталынады.

Элонгация кезеңі немесе РНҚ – транскриптатының ұзаруы. Бұл кезде ДНҚ тарқатылып және нуклеосома бұзылады. Синтез жылдамдылығы – секундына 30 нуклеотидтер. Элонгация – элонгациялы ақуызды факторлармен бақыланады. Терминация – РНҚ транскриптат синтезімен бітеді. Стоп-кодонға терминациялы ақуызды фактор қосылады. Бұл кезде транскриптаттың 3/ - соңына 100-200 аденил қышқыл қалдықтары қлсылып поли А- құйрық түзеді. Поли А – құйрық РНҚ транскриптаттың деградациядан қорғайды және оның цитоплазмаға тасымалдануына жеңілдік жасайды. Бірінші РНҚ транскриптат нуклеоплазмада сақталынуы мүмкін немесе сплайсингке ұшырайды.

Терминация

Трансляцияның 4-ші кезеңі – Терминация, яғни синтездің бітуі, аяқталу кезеңі, керекті эаттар:
1)АТФ;
2) Белок синтезінің біткенін білдіруші и-РНҚ-дағы кодондар;
3) Полипептидтің рибосомадан босап шығуына қажет белоктық факторлар, и-РНҚ-да соңғы амин қышқылын көрсететін кодон біткен соң, мағынасыз, мәнсіз кодондар басталады. Олардың саны үшеу: УАА, УАГ, УГА. Міне осы кодондардың басталуы, полипептидттің синтезінің біткенін хабарлайды. Сонан соң, синтезді бітіруші факторлар /Ғ1, Ғ2/ өздерінің әрекетін бастайды. Бұл факторлар: I/ полипептидтің соңғы т-РНҚ-дан гидролиздік жолмен ыдырап шығуын және т-РНҚ-ның босауын; 2/ соңғы т-РНҚ-ның пептидилдік бөлімнің "бос" күйінде бөлінуін; 3/ рибосоманың 305 жане 505 суббірліктерге диссоциациялануын қамтамасыз етеді.

Трансляцияның 5-ші кезеңі - кеңістіктегі полипептидтік тізбектің орналасуы және процессинг. Бұл кезеңде полипептид өзінің кеңістіктегі екінші- , үшінші - реттік құрылысын түзіп, биологиялық активті түріне көшеді. Сонымен қатар бұл кезеңде бірінші амин қышқылы метиониннен және кейбір керек емес амин қышқылдарынан ажырап, кейбір амин қышқылдарының қалдықтары өзіне фосфат, - метил - , карбоксил - , ацетил топтарын қосып алуы мүмкін. Ал кейде белоктар өзіне олигосахаридтер мен коферменттерді қосып, өзінің биологиялық қызметін атқаруға дайын болады. Белоктардың синтезі көптеген антибиотиктер әсерінен тежеуге ұшырауы мүмкін. Кейбір микроорганизмдер үшін қорғаныш антибиотиктер, басқа организмдер үшін өте улы болып табылады. Мысалы: пурамицин - элонгация кезеңінде әсер етсе, тетрациклин аминоацил - т-РНҚ-ның рибосомадағы аминоацилдік центрімен байланысуына кедергі жасайды; стрептомицин - рибосоманың кіші суббірлігімен қосылып оның қызметін нашарлатады; дифтерия токсині-элонгация факторын тежейді; левомицетин - пептидилтрансфераза ферментінің активтілігін нашарлатады; эритромицин - үлкен суббірлікпен қосылып, транслоказа ферментінің жұмысын тежейді.

Белоктар синтезінің реттелуі. Белок синтезінің реттелуі и-РНҚ-ның синтезі және трансляция (яғни белок синтезі) кезеңінде жүреді. Бұл бағытта аса көп жұмыс істеген француз ғалымдары Жакоб және Моно болды. Бұл ғалымдар осы жұмысы үшін Нобель сыйлығына ие болды. Олар белоктарды синтездеу теориясын оперон теориясы деп атады. Бұл ғалымдардың пікірі бойынша бактерияларда ең кемінде геннің үш түрі болады: 1) оператор гені (0-ген); 2) реттеуші ген ( R –ген); 3) белоктардың бірінші реттік құрылысын анықтайтын құрылымдық ген (S – ген).
ДНҚ молекуласының осы үш ген орналасқан бөлімін опероң деп атайды да, бірімен-бірі тығыз байланысты болады. Реттеуші ген оператор геніне репрессор арқылы әсер етіп отырса, оператор гені құрылымдық генге әсер етеді

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Көмірсулар түрлері
Көмірсулардың қасиеттері

Көмірсулар – барлық тірі ағзада энергия беретін органикалық зат және көміртек көзі
жалпы формуласы
Cn(H2O)m

Таза күйінде қызылша қанты 1747 жылы неміс химигі А. Маргграф ашқан болатын
3. 1837жылы швед химигі Я. Берцеллиус глюкозаның дұрыс эмпирикалық формуласын С6Н12О6 ұсынды
4. 1861 жылы формальдегидтен Са(ОН)2 қатысында көмурсулар синтезін А.М. Бутлеров жүргізген
2. 1811 жылы орыс химигі Кирхгоф алғаш рет глюкозаны крахмал гидролизі арқылы бөліп алған

Көмірсулар жіктемесі

Көмірсулар биологиялық қызметтері
Энергетикалық
Тіректік қызмет
Қорғаныштық (майлау)қызметі
Гидросмостық және ионды реттеушілік
Кофакторлық

Моносахаридтердің физикалық қасиеттері
Түссіз
Кристалды заттар
Суда ериді
Дәмі тәтті
Cn(H2O)m

Моносахаридтер изомериясы. Оптикалық изомерия
Көмірсу молекуласы оптикалы белсенді және құрамынды бірнеше ассиметриялы көміртегі атомдары бар. ОН- топтардың және сутегі атомдарының кеңістіктегі орналасуы моносахаридтердің диастереоизомерлердің бар екендігін көрсетеді. Альдогексоздарда 8 диастереоизомер, ал кетогексоздарда 4 диастереоизомер болады.
Әрбір диастереоизомер екі оптикалық изомер D- және L-энантиамерлер түрінде бола алады.
Тірі ағзалар D қатарын ғана бойына сіңіре алады

Моносахаридтертің химиялық қасиеттері
1. Альдегидтер мен кетондар сияқты сутегі атомдары әсерінен оңай тотықсызданады.
C6H12O6 + НАД-Н + Н+→ С6Н14О6 +НАД+
D-глюкоза D-сорбит (алты атомды спирт)
2. Моносахаридтер тотығуы жағдайға байланысты альдегидтік немесе бірінші спирттік
бойынша жүреді. Альдегидтік топ тотыққан кезде альдон қышқылдары түзіледі.
C6H12O6 → С6Н12О7
D-глюкоза D-глюкон қышқылы
3. Моносахаридтердің бірінші спирттік бойынша тотығу өнімдері урон қышқылдар
(альдегид қышқылдар) деп аталады. М: D-глюкоза D-глюкурон қышқылын, D-галактоза D-
галактурон қышқылын береді. альдегидтік топ пен бірінші спирттік топтың екеуі де
тотықса,онда Альдар қышқылдары түзіледі. М: D-глюкоза осындай тотығу кезінде екі
негізді қант қышқылын береді.

Моносахаридтертің химиялық қасиеттері

3. Моносахаридтер метаболизмге негізінен фосфор қышқылының эфирі (фосфоэфирлер) түрінде қатысады. Мұнда фосфат тобының доноры қызметін АТФ атқарады, оның фосфаттық тобының қантқа қосылуын глюкокиназа ферменті катализдейді.
4. Гликозидтердің түзілуі. Екі спирт өзара әрекеттескен кезде қарапайым эфирлер түзіледі.
Қанттар да мұндай реакцияға кірісуі мүмкін. Ал аномерлік, гликозидтік гидроксильдік
реакцияласу қабілеті ең жоғары. Егер көміртегінің аномерлік атомы ғана басқа қосылыстың
спирттік тобымен реакцияласатын болса, реакция өнімі гликозид деп аталады. Бұл реакция
кезінде пайда болған Н - С – О - СН3 гликозидтік байланыс деп аталады.

5. Эпимеризация – изомерияның бір түрі. Молекуланың хиральдық орталықтарының біреуінің қарама-қарсысына өзгеруі (айналуы, бұрылуы)

Моносахарид - пентоздар
Рибоза
С5Н10О5
маңызы:
РНҚ құрамына кіреді,
витаминдердің В тобының,
ферменттердің АТФ көзі
Дезоксирибоза
С5Н10О4
маңызы:
ДНҚ құрамына кіреді

Глюкоза
С6Н12О6
маңызы: Энергия көзі;
гликозидтердің құрамына кіреді,
бос күйінде өсімдіктер,
жануарлар және адам
тканьдерінде болады;
полисахаридтердің, гликоген,
крахмал, клетчатканың мономері.

Фруктоза
С6Н12О6
Маңызы:
Жеміс қанты; бос күйінде бал
құрамында болады; сахарозамен
салыстырғанда тәттілеу, байланысқан
күйде сахарозада, полисахарид
инулинде кездеседі.
Галактоза
С6Н12О6
Маңызы:
Бос күйінде кездеспейді, липоидтер –
цереброзидтер құрамында, нерв ткані
ганглиозидтерінде болады және ми
жасушаларының түзілуінде маңызды
роль атқарады.

Дисахаридтер
Молекулалық формуласы С12Н22О11, судың бір молекуласын бөліп шығару арқылы гликозидтік байланыспен байланысқан моносахаридтердің екі молекуласынан құралған.
Табиғатта бос күйінде екі дисахарид – сахароза мен лактоза кездеседі. Ал крахмал, гликоген және целлюлоза полисахаридтері шала гидролизденгенде мальтоза, изомальтоза және целлобиоза түзіледі.

Дисахаридтер
Сахароза
«қызылша қанты»
Глюкоза + фруктоза
Бос карбонильдік тобы жоқ, сондықтан оның тотықсыздандырғыштық қасиеті болмайды;
Сахароза өсімдік организмінде, олардың тамырында, сабағында, жемісінде кездеседі.
Сахароза қант қамысынан алады.
Сахароза – бағалы азықтық өнім, дәмі тәтті, суда жақсы ериді.

Мальтоза
Глюкоза + Глюкоза
Крахмал мен гликогеннің шала гидролизденуі нәтижесінде алынатын өнім болап табылады.
Ячмень солодында, басқа да дәнді дақылдар құрамында болады. Томаттарда, кейбір жемістердің нектарында да табылған.
Лактоза
Глюкоза +Галактоза
Құрамындағы а-глюкозаның аномерлік атомы гликозидтік байланыс түзуге қатыспайтындықтан, оның гидроксильдік тобы бом карбонильдік топқа өте алады. Сондықтан лактоза тотықсыздандырғыш қантқа жатады.
Сүттің құрамында болады, ол сүттегі бағалы қоректік бөлік.
Лактоза тәттілігі сахарозадан екі есе кем, сахарозамен салыстырғанда суда нашар ериді.

Полисахаридтер
Күрделі көмірсулар, олар гликозидтік байланыстармен жалғасқан 1000 дейін, тіпті одан да көп моносахаридтерден құралады.
Полисахаридтерге жататындар: крахмал, гликоген, целлюлоза, инулин, гемицеллюлоза, пентозандар, т.б.
Кейбір полисахаридтер мукополисахаридтер деп аталады, олар аминосахаридтер мен урон қышқылынан тұрады. Оларға: гиалурон қышқылы, хитин, лигнин, гепарин, т.б. жатады.
Гомополисахаридтер құрамында бір түрдің моносахаридтері бар заттар. Мысалы, крахмал мен гликоген тек қана глюкоза молекуларынан тұрады.
Гетерополисахаридтер әр түрлі моносахаридтерден және олардың туындыларынан құралатын биополимерлер. Мысалы, камеди.

Өсімдіктердің негізгі қоры болатын көмірсу және адамға азық-түлік, малға жемшөп болатын аса маңызды полисахарид.
Екі бөліктен тұрады: амилоза мен амилопектиннен тұрады
Амилопектин крахмал дәнінің сыртқы қабығын құрайды. Амилопектин құрылымы тармақталған, мұнда негізгі тізбек а(1→4) байланысы арқылы жалғасқан глюкоза қалдықтарынан тұрады.
Амилоза құрылымы тармақталмаған созылыңқы келеді, мұнда глюкоза молекуласының қалдықтары (1000-4000) а(1→4) байланысы арқылы жалғасқан.
Крахмал ақ ұнтақ, суда ерімейді, ісінеді, ыстық суға салса клейстер береді.
Амилоза суда ериді, иодпен әсер еткенде көк түске боялады. Амилопектин суда ерімейді, иодпен әсер еткенде күлгін түске енбейді.
Крахмал (С6Н10О5)n

Крахмал
Амилоза
Амилопектин
амилозы (10-20%) және амилопектина (80-90%), D-глюкозаға дейін гидролизденеді.
n = 1000-3000
n = 6000 - 6000000
спирализация

Фотосинтез процесіне күннің көзі қажет
Фотосинтез процесі жасыл өсімдіктерде өтеді
Өсімдіктер СО2 газын сіңіреді
О2 бөліп шығарады
С6Н12О6 түзіледі , ал ол өз кезегінде крахмалға айналады.
Н2О тамыр жүйесі арқылы топырақтан сіңіріледі

Гликоген
Жануарлардың полисахарид қоры. Бауыр мен бұлшық еттерде, қанда да жиналады. Ол – организмге қуат беретін заттық қор.
Крахмал молекуласына қарағанда, гликоген молекуласының тармағы көп және құрылымы ашық.
Таза гликоген – ақ түсті ұнтақ, суда ериді де коллоидты ерітінді түзеді. Иодпен әсер еткенде қызыл түске немесе қызыл-қоңыр түске боялады.
Бауырдың беткі жағында түйіршік түрінде болады.
Молекулалық массасы өте жоғары – 1-1,5 млн шамасындай.
Гликогеннің құрылымы амилопектинге ұқсас.

Целлюлоза
Өсімдіктер жасушасының негізгі материалы.
Таза целлюлозаның талшықтанған құрылымы бар және органикалық еріткіштерде ерімейді. Ол Швейцар реактивінде (мыс гидрототығының аммиак ерітіндісі) ериді.
Молекулалық массасы толық анықталмаған, шамамен 10млн.
Химиялық реакцияда спирттік қасиет көрсетеді, қышқылдармен эфирлер түзеді. Бұл қасиеті нитроцеллюлоза, түтінсіз оқ-дәрі, вискоз жібегін алу үшін пайдаланады.

Хитин целлюлозаға жақын; ол саңырауқұлақтардың кейбір түрлерінде кездеседі; және де кейбір жануарлардың сыртқы қаңқасының маңызды бөлігі болып табылады.

Көмірсудың қолданылуы

Көмірсулардың қорытылуы

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Нуклеин қышқылы синтезі
Нуклеин қышқылы қасиеттері

Швейцария биологы Э.Мишер (1868) ірің жасушалары ядросынан құрамында фосфоры бар зат бөліп алды.Ядродан бөліп алынған бұл зат нуклеин деп аталды.
Нуклеин екі: қышқылдық ДНҚ және негіздік ақуыздық компоненттен тұрады.
ДНҚ жасушаның тұқым қуалаушылығына қатысты және генетикалық ақпарат тасушы.(1943)
ДНҚ негізінен жасушаның ядросында жинақталған. Оның негізгі қызметі ген тасымалдаушылық.

РНҚ жасуша ядросында және цитоплазмада (РНҚ-ның 90%-ға жуығы цитоплазмада) орналасқан және ақуыз синтезінің белсенділігі РНҚ мөлшеріне тікелей байланысты.
Жасушада рибонуклеин қышқылдары РНҚ:
ақпараттық РНҚ (а-РНҚ),
тасымалдаушы немесе ерігіш РНҚ (т-РНҚ),
рибосомалық (р-РНҚ) түрінде кездеседі.
Үшеуі де белгілі бір молекулаық массасы мен
арнайы нуклеотидтік құрамы бойынша
ерекшеленеді.

Нуклеин қышқылы - пішіні жіп тәрізді,
жоғарғы молекулалы, ерітінділерінің
тұтқырлығы жоғары қосылыс.
Адамның 23 жұп хромасомасында ДНҚ ұзындығы 1,5 м.
РНҚ молекуласы өте қысқа, ұзындығы 0,01 мм
ДНҚ негізгі бөлігі жасуша ядросында- хроматин негізінде аздаған мөлшері митохондрияда орналасқан.
РНҚ жасушаның барлық жерінде кездеседі.

ДНҚ геннің материалдық негізі, ол геннің келесі қасиеттеріне ие болады:
1. Өз-өзін дәл қайталау, соның арқасында генетикалық ақпаратты ұрпақтан ұрпаққа жеткізу.
2. Жасуша метаболизмін басқару үшін ферменттердің синтезін бағыттау.

Дезоксирибонуклеотидтер - ағзадағы ДНҚ-ң түзілуіне қатысады.
Рибонуклеотидтер РНҚ- түзілуіне жүмсалады. Рибонуклеотидтердің кейбірі трансферазалық реакцияларда коферменттік қызмет атқарады. Аденильді рибонуклеотидтер НАД+ , НАДФ+ ФАД, КоА ферментінің құрамына кіреді.

Нуклеин қышқылдары - нуклеотид полимерлерінен құралған.
Нуклеотидтердің химиялық құрамы - пиримидиндік немесе пуриндік негіздер, пентоз, фосфор қышқылының қалдығы.
Нуклеотидтер пентоздың (рибоза, дезоксирибоза), пуриндік (аденин, гуанин) және пиримидиндік (тимин, цитозин, урацил) негіздерге байланысты екі топқа бөлінеді.

Нуклепротеид
Ақуызды бөлігі
ақуызды емес бөлігі
Полипептид
Амин
қышқылы
Азоттық негіздер
Мононуклеидтер
Пуриндік
Пириминдиндік
Көмірсулар
H3PO4
Пентоздар Рибоза
Дезоксирибоза
Аде
нин
Гуанин
Урацил
Тимин
Цитозин

1) ДНҚ- дезоксирибонуклеин қышқылдары, толық гидроизденгенде аденин, гуанин, цитозин, тимин, дезоксирибоза және фосфор қышқылына;
2)РНҚ-рибонуклеин қышқылы, толық гидролизденгенде аденин, гуанин, цитозин, урацил, рибоза және фосфор қышқылына ыдырайды.

Алтымүшелі бір гетероатомды гетероциклдердің өкілі – пиридин; алтымүшелі екі гетероатомды гетероциклдердің өкілі – пиримидин.
Пиридин пиримидин

Пиримидин туындылары: урацил, цитозин, тимин:
Урацил – 2,6-диоксипиримидин, екі таутомерлі формада
Цитозин – 2-окси-6-аминопиримидин
Тимин – 2,6-диокси-5-метилпиримидин

Пиримидин және имидазол ядролары
конденсирленгенде пурин гетероциклі түзіледі.
Пурин
Пурин туындылары аденин және гуанин:
Аденин гуанин

Дезоксирибоза
Рибоза

Нуклеопротеидтердің гидролизденуі сатылай жүреді және бұл тізбек кез-келген сатыда тоқтауы мүмкін.
Азоттық негізді трифосфор қышқылы ағзада
маңызды қызмет атқарады, өйткені олар энергияға
бай макроэргиялық қосылыстар болып табылады. Макроэргиялық қосылыстардағы, мысалы АТФ
молекуласында, энергия химиялық байланыстағы
үшінші фосфор қышқылының қалдығы мен АТФ
молекуласының қалған бөлігі арасында жинақталған. Сондықтан мұндай байланыс макроэргиялық байланыс деп те аталады.

РНҚ (рибонуклеозидтер) құрамына кіретін нуклеозидтер:
аденил қышқылы (аденозин),
гуанин қышқылы (гуанозин),
цитидил қышқылы (цитидин) т.б.

Нуклеотидтердің атауы:
нуклеин негіздердің тривиалды атауына сәйкес жалғаулар “идин” пиримидиндік және “озин”пуринді нуклеозидтерге жалғанады:
Цитозин+рибоза = цитидин
Цитозин+дезоксирибоза=дезокцитидин
Аденин+Рибоза=аденозин
Аденин+Дезоксирибаза=дезоксиаденозин

Нуклеин қышқылдарының құрамындағы
мононуклеотидтер бір-бірімен оттектік көпірше
арқылы, яғни пентоздардың гидроксил тобы (-ОН)
(үшінші көміртегінің жанындағы) және келесі
мононуклеотидтің фосфор қышқылының гидроксил
тобының (-ОН) арасынан бір су молекуласының
түзілуі нәтижесінде негізгі байланыс күрделі
эфирлік байланыс,ал пуринді және пиримдинді
негіздер мен пентоздар арасындағы байланыс
N-гликозидтік байланыс деп аталады.

Нуклеин қышқылдарының бірінші реттік құрылымы: мононуклеотидтер бір-бірімен
«3́-5́́ байланыс» арқылы, мұнда фосфор
қышқылының қалдығы 5′- фосфатты топ пен
екінші соңы 3′-бос- гидроксил тобы, яғни
Оказаки фрагменттері (жапон ғалымы
Оказакидің құрметіне), яғни 3'(ОН) және
5'(ОН) топтарының фосфодиэфирлік
байланыс арқылы ДНҚ-лигаза ферменттерінің
қатысуымен 3'-5' фосфодиэфирлік байланыспен
тізбек құрайды.

Америка ғалымдары Дж.Уотсон және ағылшын физигі Фрэнсис Крик (1953 ж.) ұсынған ДНҚ молекуласының екіншілік құрылымы қос оралым спираль тәрізді тізбек құрады.
Уотсон-Крик моделі бойынша ДНҚ қос полимерлік тізбектен тұрады және бұл екі тізбектің бағыты біріне-бірі қарама-қарсы («3́-5́́, 5-3 байланыс» ).

ДНҚ-ның екінші реттік құрылымында молекула оралым спираль тәрізді тізбек құрады.
ДНҚның екіншілік құрылымында пуриндік негіз міндетті түрде белгілі бір пириминдік негізбен қосылады.
Аденин-тимин,гуанин- цитозин;
Нуклнотидтердің өзара қатынасы: адениннің саны тиминнің санына, гуаниннің саны цитозиннің санына тең:
А= T, Г=Ц
Аденин мен цитозиннің жалпы саны гуанинмен тиминнің жалпы санына тең:
А+Ц=Г+Т
Комплементарлы жұп аденин мен тиминнің арасында екі сутектік (=) байланыс,ал цитозин мен гуаниннің арасында үш (=)сутектік байланыс түзіледі

Бір тізбектегі нуклеотидтің орналасуы өз бетінмен еркінірек болғанымен, екінші тізбектегі нуклеотидтердің орны бірінші тізбектің нуклеотидтік құрамына тәуелді болып келеді.
ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтер біріне-бірі комплементарлық принципке (Чаргафф ережесі бойынша) негізделген:
Адениннің саны тиминнің санына, гуаниннің саны цитозиннің санына тең:
А = Т, Г = Ц.
Аденин мен цитозиннің жалпы саны гуанин мен тиминнің жалпы санына тең:
А + Ц = Г + Т.

Әрбір тізбек төрт нуклеотидтің:
аденин = тимин, цитозин ≡ гуанин байланыс арқылы байланысады.
ДНҚ –ның екіншілік құрылымында пуриндік негіз пиримидиндік негізбен қосылады.
Аденин – тимин (А-Т), гуанин- цитозин ( Г-Ц).
Аденин (А) Гуанин (Г)

ДНҚ синтезіне қатысатын негізгі фермент - ДНҚ-на тәуелді ДНҚ полимераза.
ДНҚ молекуласының синтезіне қажетті негізгі компоненттер:
1. Субстрат есебінде дезокси- қатарын жататын төрт трифосфо-нуклеотидтер (d - АТФ, d - ГТФ, d - ЦТФ. d – ТТФ).
2. Ферменттің оптималды белсенділігі үшін Mg2+ қатысуы кажет.
3. Аналық ДНҚ-ның болуы міндетті, себебі генетикалық акпараттың көзі қажет.
4. Нуклеотидтердің біріне-бірі қосылу бағыты 5' 3' бойынша жүреді.

ДНҚ синтезіне қатысатын ферменттер:
1. ДНҚ-на тәуелді ДНҚ-полимеразасы (I, П, III). III ДНҚ-полимеразасы элонгацияға тікелей қатысатын фермент.
2. ДНҚ-полимераза өз бетінше синтезді бастай алмайды, сондықтан ДНҚ-праймаза ферменті праймерлерді түзуге көмектеседі, ал III ДНҚ полимеразасы әрі қарай тізбектің өсуіне мүмкіндік береді.
3. Гираза- қос тізбектің бір-бірінен ажырауын, ал хеликаза ферменті қос тізбектегі сутектік байланыстардың бір-бірінен ажырауын қамтамасыз етеді.
4. ДНҚ-ның лигазасы үзіктерді өзара жалғастырады. Бұл Оказаки фрагменттері (жапон ғалымы Оказакидің құрметіне), яғни 3'(ОН) және 5'(ОН) топтарының бірімен-бірін фосфодиэфирлік байланыс арқылы ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен тізбек құрайды.
5. 20-ға жуық ақуыздық факторлар қажет.

ДНҚ-ның биосинтезі үш кезеңнен түрады:
1. Инициация. ДНҚ-на тәуелді РНҚ-полимеразасы жұмыс істейді, сннтездің басы. ДНҚ-ны екі түрлі қызмет атқарады: 1) матрицалық (арқаулық), 2) ұйытқы (затравка).
ДНҚ-полимеразасы ДНҚ-ның басы болып табылатын тізбектің нуклеотидінің З'-OH тобына нуклеотидтердің қосылуына мүмкіндік береді, сондықтан синтездің бағыты 5'—»3'-ке қарай бағытталған болады.
II. Элонгация. Комплементарлы жұптардың репликациясы жеке-жеке фрагменттердің 5' 3' бағытында түзілуі, осы фрагментердің ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен бірімен-бірінің қосылуы.
III. Терминация. Синтездің аяқталуы. Арқаулық ДНҚ-ның толық жұмсалуына сәйкес полимерлік реакцияның аяқталуы.
ДНҚ синтезі РНҚ матрицасында да жүруі мүмкін. Оған ревертаза (америка ғалымдары Бальтимор, Темин, 1974 ж. рак ауруын туғызатын вирустан тапқан) ферменті қатысады. Рефертаза ДНҚ синтезін РНҚ-матрицада жүргізетін фермент, демек РНҚ-нан ақпараттың ДНҚ-ға өтуі қайтымды үрдіс болғаны.

ҚОРЫТЫНДЫ
Белок биосинтезі тіршіліктің ең маңызды қасиеттерінің бірі, себебі тіршілік процесінде белок молекулалары әртүрлі биохимиялық реакцияларға түсіп ыдырап жойылып отырады, ал олардың орнын толтыру тек жаңа белок молекулаларының синтезделуі нәтижесінде жүзеге асады. Мұнда ДНҚ, РНҚ, АТФ және белоктардың қызметі бірігеді.
Көмірсулар (моносахаридтер – қарапайым қанттар, гидролизденбейді, бұлар глюкоза, фруктоза; дисахаридтер-әр молекуласы 2 моносахаридтерден тұрады: сахароза, лактоза; полисахаридтер - өте күрделі заттар: крахмал, клетчатка) табиғатта өте көп таралған, оның адам өмірінде маңызы өте зор. Организмге қажет қуаттың (энергия) көбі көмірсулар арқылы жүреді.
Нуклеин қышқылы - пішіні жіп тәрізді, жоғарғы молекулалы, ерітінділерінің тұтқырлығы жоғары қосылыс. Нуклеин қышқылдары - нуклеотид полимерлерінен құралған. Нуклеотидтердің химиялық құрамы - пиримидиндік немесе пуриндік негіздер, пентоз, фосфор қышқылының қалдығы.