Состав белков: из каких малых органических соединений они образованы (6 видео)

Белки — это основные структурные, функциональные и регуляторные компоненты каждой живой клетки. Они выполняют широкое разнообразие функций, включая построение и ремонт тканей, передачу генетической информации, участие в иммунной системе и многое другое. Но из каких именно молекул они образованы?

Основной строительный блок белков — это аминокислоты. Аминокислоты являются малыми органическими соединениями, содержащими аминогруппу (-NH2) и карбоксильную группу (-COOH). В природе известно около 20 типов аминокислот, и каждая из них имеет свою уникальную боковую цепь, которая определяет ее химические свойства и функции. Аминокислоты объединяются в полимерные цепи, образуя белки.

Цепи аминокислот связываются друг с другом при помощи пептидных связей. Пептидная связь образуется между аминогруппой одной аминокислоты и каробоксильной группой другой. Таким образом, образуются длинные полимерные цепи, состоящие из различных аминокислот. Порядок, в котором аминокислоты располагаются в цепи, определяет структуру и функцию белка.

Содержание

Понятие о белках
Что такое белки
Роль белков в организме
Строение белков
Типы аминокислот
Пептидные связи
8. Образование белков
Процесс синтеза белков
💡 Видео

Видео:Строение и уровни структурной организации белков. 10 класс.Скачать

Понятие о белках

Белки состоят из аминокислот, которые являются их строительными блоками. Аминокислоты соединяются между собой пептидными связями, образуя цепочки различной длины и структуры. Эти цепочки обычно складываются в трехмерную форму, называемую конформацией, которая определяет их функциональные свойства.

В организме существует огромное разнообразие белков, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию. Некоторые белки являются структурными элементами клеток, обеспечивая им прочность и форму. Другие белки являются ферментами, ускоряющими химические реакции в организме. Есть белки, которые выполняют роль антиоксидантов, защищая клетки от повреждений свободными радикалами. Еще другие белки являются гормонами или рецепторами, регулирующими метаболические процессы и передачу сигналов в организме.

Строение белков и их функции тесно связаны между собой. Изменение структуры белка может привести к изменению его функции, что может иметь серьезные последствия для организма. Поэтому изучение белков и их взаимодействия с другими молекулами является одной из важных задач современной биологии и медицины.

Что такое белки

Белки – это длинные цепочки малых органических соединений, называемых аминокислотами. Каждая аминокислота содержит аминогруппу (NH2), карбоксильную группу (COOH), а также боковую цепь, которая варьируется в зависимости от типа аминокислоты.

Разнообразие аминокислот в белках имеет большое значение, так как они обеспечивают разнообразие структуры и функций белков. Всего существует около 20 различных аминокислот, из которых могут быть синтезированы белки.

Белки состоят из одной или нескольких полипептидных цепей, связанных пептидными связями. Полипептидные цепи состоят из последовательности аминокислот, которые образуют уникальную структуру белка.

Разнообразие структуры белков обуславливает их множество функций в организме. Белки выполняют роль структурных компонентов клеток и тканей, участвуют в биохимических реакциях, транспортируют вещества, регулируют активность генов и обеспечивают защиту организма.

Образование белков происходит в процессе синтеза, когда последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяется генетической информацией, закодированной в ДНК. Процесс синтеза белков осуществляется при участии рибосом, специальных ядромышечных комплексов.

Роль белков в организме

Во-первых, белки участвуют в строительстве всех клеток, тканей и органов. Они являются строительными блоками многих структур, таких как мышцы, кожа, волосы, кости и даже некоторые гормоны.

Во-вторых, белки играют важную роль в метаболических процессах организма. Они являются ферментами, которые катализируют химические реакции, необходимые для синтеза и разрушения других молекул в организме. Например, они участвуют в переваривании пищи, транспортировке кислорода к клеткам и очистке организма от шлаков и токсинов.

Кроме того, белки участвуют в иммунной системе, защищая организм от бактерий, вирусов и других вредителей. Они образуют антитела, которые опознают и атакуют внешние агенты, помогая организму бороться с инфекциями и болезнями.

Также белки играют роль в передаче сигналов внутри организма. Они участвуют в передаче нервных импульсов, регулируют работу гормонов и медиаторов, влияют на сокращение мышц и многое другое.

В общем, белки являются важными компонентами жизни. Они необходимы для поддержания здоровья и нормальных функций организма, поэтому важно уделять достаточное внимание их потреблению в пищу. Разнообразие и качество белков в рационе играют ключевую роль в поддержании общего физического и ментального благополучия.

Видео:Л.7 | БЕЛКИ | Состав и строение белков | ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЕГЭСкачать

Строение белков

Белки представляют собой сложные органические соединения, состоящие из длинной цепочки аминокислотных остатков, объединенных пептидными связями. Строение белков имеет иерархическую организацию, состоящую из четырех уровней: первичной, вторичной, третичной и кватернической структур.

Первичная структура – это последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка. Она определяется генетической информацией, заключенной в ДНК организма. Первичная структура белка является ключевой, так как она определяет все последующие уровни его организации и функциональные свойства.

Вторичная структура – это пространственное расположение полипептидной цепи белка в определенной конформации. Она может быть альфа-спиралью или бета-складкой и обусловлена регулярным повторением положения аминокислотных остатков в цепи. Вторичная структура образуется за счет водородных связей между аминокислотными остатками.

Третичная структура – это пространственное расположение всей полипептидной цепи в пространстве. Она обусловлена сложным взаимодействием боковых цепей аминокислотных остатков и определяет тертярную структуру белка.

Кватерническая структура – это взаимосвязь нескольких полипептидных цепей в комплекс, также содержащий различные простетические группы, такие как железо, цинк или медь. Кватерническая структура характерна для некоторых сложных белков, таких как гемоглобин или антитела.

Строение белков является основой для их функционирования в организме. Функции белков многообразны: они участвуют в метаболических процессах, транспорте кислорода и других веществ, имеют защитную функцию, участвуют в иммунной системе и сигнальных путях. Поэтому понимание строения белков является важной задачей в молекулярной биологии и медицине.

Типы аминокислот

Аминокислоты могут быть разделены на две основные категории: несформированные и сформированные. Несформированные аминокислоты называются так, потому что они не имеют своей собственной структуры и функции. Они служат как простые блоки для синтеза других более сложных аминокислот и белков.

Основные сформированные аминокислоты, с другой стороны, имеют уникальные структуры и функции. Некоторые из них являются необходимыми для нашего организма, так как они не могут быть синтезированы в достаточном количестве организмом и должны быть получены из внешних источников питания.

Сформированные аминокислоты могут быть классифицированы еще дальше на несколько групп:

Аланин, аргинин, гистидин, триптофан и фенилаланин являются незаменимыми аминокислотами, то есть они не могут быть синтезированы организмом и должны быть получены из пищи.
Метионин, цистеин, глицин, пролин и серин являются полузаменимыми аминокислотами, так как они могут быть синтезированы организмом, но требуются дополнительные ресурсы.
Аспарагин, аспартат, глутамин, глутаминовая кислота, лейцин, изолейцин, лизин, аргинин, треонин, валин и тирозин являются замещаемыми аминокислотами, так как они могут быть синтезированы организмом без дополнительных ресурсов.

Каждая аминокислота имеет свою роль и функцию в организме. Они могут быть использованы для синтеза новых белков, поддержания иммунной системы, передачи сигналов в нервной системе и многих других процессов.

Пептидные связи

Пептидные связи являются очень прочными и стабильными, что позволяет белкам обладать высокой устойчивостью к различным факторам окружающей среды. Они обеспечивают структуру и форму белка, а также его функциональные свойства.

Внутри белков пептидные связи образуют основу для формирования вторичной и третичной структуры. Вторичная структура представляет собой спиральные и складчатые участки белка, образованные взаимодействием пептидных связей. Третичная структура представляет собой трехмерную конфигурацию белка, формируемую благодаря взаимодействию аминокислотных остатков.

Пептидные связи также играют важную роль в процессе синтеза белков. При синтезе на рибосоме аминокислоты соединяются между собой пептидными связями, образуя полипептидную цепь. Эта цепь затем складывается и принимает свою функциональную конфигурацию.

Понимание пептидных связей является важным для изучения структуры и функций белков. Изменение пептидных связей может привести к нарушению структуры и функциональности белков, что может иметь серьезные последствия для организма.

Видео:Биология 9 класс (Урок№5 - Органические молекулы. Биологические полимеры — белки.)Скачать

8. Образование белков

Процесс образования белков называется белковым синтезом или трансляцией. Он происходит в специальных структурах клетки, называемых рибосомами. Рибосомы состоят из рибосомной РНК и белков.

В процессе синтеза белков, информация о последовательности аминокислот закодирована в генетической информации ДНК. Сначала ДНК транскрибируется в молекулу мРНК, которая затем переносится в рибосомы.

В рибосомах происходит считывание информации с молекулы мРНК и синтез белка. Транспортная РНК (тРНК) привязывается к одной из аминокислот и переносит ее к рибосоме, где она добавляется к растущей цепи аминокислот.

Процесс синтеза белков продолжается, пока не будет достигнута стоп-кодонная последовательность на молекуле мРНК, что указывает на завершение синтеза белка. Затем белок проходит посттрансляционные модификации, такие как складывание в определенную пространственную структуру, добавление химических групп и образование белковых комплексов.

Образование белков является ключевым процессом для поддержания жизнедеятельности организма. Белки выполняют разнообразные функции, включая структурную поддержку, катализ химических реакций, передачу сигналов и участие в иммунной системе. Без белков организм не смог бы нормально функционировать и выживать.

Процесс синтеза белков

Процесс синтеза белков начинается с ДНК, которая содержит генетическую информацию о последовательности аминокислот в белке. Эта информация переносится на РНК – молекулу, которая способна передвигаться из ядра клетки в цитоплазму. РНК, являясь матрицей, направляет синтез белка.

Синтез белка начинается с образования инициационного комплекса, который состоит из мРНК, рибосомы и стартового трансляционного тРНК. Затем рибосома считывает кодон (тройка нуклеотидов) мРНК и связывает соответствующую аминокислоту, принесенную трансляционной тРНК.

Трансляционная тРНК переносит аминокислоту к рибосоме, где она присоединяется к предыдущей аминокислоте в цепи белка. Таким образом, происходит постепенное удлинение полипептидной цепи. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не достигнут стоп-кодон – трехнуклеотидная последовательность, указывающая на окончание синтеза белка.

После синтеза белка он проходит через различные стадии модификации и складывания до получения функциональной, активной формы. Этот процесс может продолжаться как в цитоплазме клетки, так и в специальных органеллах – гольджиевых аппаратах.

Важно отметить, что синтез белков является основой для многих биологических процессов и функций в организме. Белки играют роль ферментов, структурных компонентов, регуляторов генетической информации и траспортеров веществ.