पत्ते

एटीपी को इस तथ्य की विशेषता है कि इसकी एक बहुलक संरचना है। एटीएफ न्यूक्लिक एसिड की संरचना और कार्य। न्यूक्लियोटाइड की अवधारणा और इसके गुण

याद रखें कि मोनोमर और पॉलिमर क्या हैं। प्रोटीन मोनोमर कौन से पदार्थ हैं? पॉलिमर के रूप में प्रोटीन स्टार्च से कैसे भिन्न होते हैं?

न्यूक्लिक अम्ल किसके बीच एक विशेष स्थान रखते हैं? कार्बनिक पदार्थकोशिकाएं। उन्हें पहले सेल नाभिक से अलग किया गया था, जिसके लिए उन्हें उनका नाम मिला (लैटिन न्यूक्लियस - न्यूक्लियस से)। इसके बाद, कोशिका के कोशिका द्रव्य और कोशिका के कुछ अन्य जीवों में न्यूक्लिक एसिड पाए गए। लेकिन मूल नाम उनके लिए सुरक्षित रखा गया है।

न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन की तरह, बहुलक होते हैं, लेकिन उनके न्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स की संरचना अधिक जटिल होती है। एक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड की संख्या 30,000 तक पहुंच सकती है। न्यूक्लिक एसिड एक कोशिका के उच्चतम आणविक भार कार्बनिक पदार्थ होते हैं।

चावल। 24. न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना और प्रकार

कोशिकाओं में दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड पाए जाते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)। वे न्यूक्लियोटाइड संरचना, पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला की संरचना, आणविक भार और प्रदर्शन किए गए कार्यों में भिन्न होते हैं।

चावल। 25. पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला

डीएनए की संरचना और संरचना।डीएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड्स में फॉस्फोरिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट डीऑक्सीराइबोज (जो डीएनए के नाम का कारण है) और नाइट्रोजनस बेस - एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) (चित्र। 24, 25)।

ये आधार संरचना (ए = टी, जी = सी) में जोड़े में एक दूसरे से मेल खाते हैं और आसानी से हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके जोड़ा जा सकता है। ऐसे युग्मित आधारों को पूरक कहा जाता है (लैटिन पूरक से - जोड़)।

1953 में ब्रिटिश वैज्ञानिक जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक ने स्थापित किया कि एक डीएनए अणु में दो हेलीकी ट्विस्टेड चेन होते हैं। श्रृंखला की रीढ़ फॉस्फोरिक एसिड और डीऑक्सीराइबोज के अवशेषों से बनती है, और नाइट्रोजनस बेस हेलिक्स के अंदर निर्देशित होते हैं (चित्र 26, 27)। पूरक आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड के कारण दो श्रृंखलाएं एक दूसरे से जुड़ी हुई हैं।

चावल। 26. डीएनए अणु का आरेख

कोशिकाओं में, डीएनए अणु नाभिक में पाए जाते हैं। वे क्रोमैटिन के तंतु बनाते हैं, और कोशिका विभाजन से पहले, वे सर्पिलाइज़ करते हैं, प्रोटीन के साथ जुड़ते हैं और गुणसूत्रों में बदल जाते हैं। इसके अलावा, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में विशिष्ट डीएनए पाया जाता है।

एक कोशिका में डीएनए वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित करने के लिए जिम्मेदार होता है। यह शरीर में सभी प्रोटीनों की संरचना के बारे में जानकारी को एन्कोड करता है। डीएनए अणुओं की संख्या एक विशेष प्रकार के जीव के लिए आनुवंशिक गुण के रूप में कार्य करती है, और प्रत्येक व्यक्ति के लिए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम विशिष्ट होता है।

आरएनए की संरचना और प्रकार।आरएनए अणु में फॉस्फोरिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट - राइबोज (इसलिए नाम राइबोन्यूक्लिक एसिड), नाइट्रोजनस बेस: एडेनिन (ए), यूरैसिल (यू), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) होता है। यहाँ थाइमिन के स्थान पर यूरैसिल पाया जाता है, जो एडेनिन (A = Y) का पूरक है। आरएनए अणु, डीएनए के विपरीत, एक एकल पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला (छवि 25) से मिलकर बनता है, जिसमें सीधे और पेचदार खंड हो सकते हैं, और हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके पूरक आधारों के बीच लूप बनाते हैं। आरएनए का आणविक भार डीएनए की तुलना में काफी कम होता है।

कोशिकाओं में, आरएनए अणु नाभिक, साइटोप्लाज्म, क्लोरोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रिया और राइबोसोम में पाए जाते हैं। तीन प्रकार के आरएनए होते हैं जिनमें विभिन्न आणविक भार, आणविक आकार और विभिन्न कार्य होते हैं।

मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) डीएनए से प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी राइबोसोम पर इसके संश्लेषण की साइट तक ले जाते हैं। प्रत्येक एमआरएनए अणु में एक प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए आवश्यक पूरी जानकारी होती है। सभी प्रकार के RNA में सबसे बड़ा mRNA होता है।

चावल। 27. डीएनए अणु का दोहरा हेलिक्स (त्रि-आयामी मॉडल)

ट्रांसपोर्ट आरएनए (टीआरएनए) सबसे छोटे अणु हैं। उनकी संरचना आकार में तिपतिया घास के पत्ते जैसा दिखता है (चित्र 62)। वे अमीनो एसिड को राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर ले जाते हैं।

राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) कोशिका में आरएनए के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक बनाता है और प्रोटीन के साथ मिलकर राइबोसोम का हिस्सा होता है।

एटीपीपॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के अलावा, कोशिका में मोनोन्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनकी संरचना और संरचना न्यूक्लियोटाइड के समान होती है जो डीएनए और आरएनए बनाते हैं। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण एटीपी - एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट है।

एटीपी अणु में राइबोज, एडेनिन और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं, जिनके बीच दो उच्च-ऊर्जा बंधन होते हैं (चित्र 28)। उनमें से प्रत्येक की ऊर्जा 30.6 kJ / mol है। इसलिए, इसे एक साधारण बंधन के विपरीत मैक्रोर्जिक कहा जाता है, जिसकी ऊर्जा लगभग 13 kJ / mol है। जब एटीपी अणु से एक या दो फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को साफ किया जाता है, तो क्रमशः एक एडीपी (एडेनोसिन डिपोस्फेट) या एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट) अणु बनता है। इस मामले में, अन्य कार्बनिक पदार्थों के टूटने की तुलना में ऊर्जा ढाई गुना अधिक निकलती है।

चावल। 28. एलेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) अणु की संरचना और ऊर्जा रूपांतरण में इसकी भूमिका

एटीपी कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं का एक प्रमुख पदार्थ है और ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है। एटीपी अणुओं का संश्लेषण माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट में होता है। कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं और सौर ऊर्जा संचय के परिणामस्वरूप ऊर्जा संग्रहीत होती है। कोशिका इस संचित ऊर्जा का उपयोग सभी जीवन प्रक्रियाओं में करती है।

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ग्रह पर सभी जीवन में कई कोशिकाएं होती हैं जो नाभिक में निहित आनुवंशिक जानकारी के कारण अपने संगठन की व्यवस्था को बनाए रखती हैं। यह जटिल उच्च-आणविक यौगिकों - न्यूक्लिक एसिड, मोनोमेरिक इकाइयों - न्यूक्लियोटाइड्स से मिलकर संग्रहीत, महसूस और प्रसारित होता है। न्यूक्लिक एसिड की भूमिका को अधिक महत्व नहीं दिया जा सकता है। उनकी संरचना की स्थिरता जीव की सामान्य महत्वपूर्ण गतिविधि को निर्धारित करती है, और संरचना में कोई भी विचलन अनिवार्य रूप से सेलुलर संगठन, शारीरिक प्रक्रियाओं की गतिविधि और सामान्य रूप से कोशिकाओं की व्यवहार्यता में बदलाव की ओर ले जाता है।

न्यूक्लियोटाइड की अवधारणा और इसके गुण

प्रत्येक या आरएनए को छोटे मोनोमेरिक यौगिकों - न्यूक्लियोटाइड्स से इकट्ठा किया जाता है। दूसरे शब्दों में, न्यूक्लियोटाइड न्यूक्लिक एसिड, कोएंजाइम और कई अन्य जैविक यौगिकों के लिए एक निर्माण सामग्री है जो कोशिका के जीवन के दौरान आवश्यक हैं।

इन अपूरणीय पदार्थों के मुख्य गुणों में शामिल हैं:

विरासत में मिली विशेषताओं के बारे में जानकारी संग्रहीत करना;
... वृद्धि और प्रजनन पर नियंत्रण;
... कोशिका में चयापचय और कई अन्य शारीरिक प्रक्रियाओं में भागीदारी।

न्यूक्लियोटाइड्स के बारे में बोलते हुए, कोई भी उनकी संरचना और संरचना जैसे महत्वपूर्ण मुद्दे पर ध्यान नहीं दे सकता है।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड के होते हैं:

चीनी अवशेष;
... नाइट्रोजन बेस;
... फॉस्फेट समूह या फॉस्फोरिक एसिड अवशेष।

हम कह सकते हैं कि न्यूक्लियोटाइड एक जटिल कार्बनिक यौगिक है। न्यूक्लियोटाइड संरचना में नाइट्रोजनस आधारों की प्रजातियों की संरचना और पेंटोस के प्रकार के आधार पर, न्यूक्लिक एसिड को विभाजित किया जाता है:

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए;
... राइबोन्यूक्लिक एसिड, या आरएनए।

न्यूक्लिक एसिड संरचना

न्यूक्लिक एसिड में, चीनी को पेंटोस द्वारा दर्शाया जाता है। यह पांच कार्बन वाली शर्करा होती है, डीएनए में इसे डीऑक्सीराइबोज, आरएनए में इसे राइबोज कहते हैं। प्रत्येक पेन्टोज़ अणु में पाँच कार्बन परमाणु होते हैं, उनमें से चार, एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ मिलकर पाँच-सदस्यीय वलय बनाते हैं, और पाँचवाँ HO-CH2 समूह से संबंधित होता है।

पेंटोस अणु में प्रत्येक कार्बन परमाणु की स्थिति एक अरबी अंक द्वारा एक प्रमुख (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´) के साथ इंगित की जाती है। चूंकि न्यूक्लिक एसिड अणु से पढ़ने की सभी प्रक्रियाएं सख्ती से निर्देशित होती हैं, कार्बन परमाणुओं की संख्या और रिंग में उनकी व्यवस्था सही दिशा के संकेतक के रूप में काम करती है।

हाइड्रॉक्सिल समूह में, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष तीसरे और पांचवें कार्बन परमाणुओं (3C´ और 5C´) से जुड़ा होता है। यह एसिड के समूह के लिए डीएनए और आरएनए से संबंधित रासायनिक को भी निर्धारित करता है।

चीनी के अणु में पहले कार्बन परमाणु (1C´) से एक नाइट्रोजनयुक्त क्षार जुड़ा होता है।

नाइट्रोजनस आधारों की प्रजाति संरचना

नाइट्रोजनस बेस पर डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स को चार प्रकारों द्वारा दर्शाया जाता है:

एडेनिन (ए);
... गुआनिन (जी);
... साइटोसिन (सी);
... थाइमिन (टी)।

पहले दो प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं, अंतिम दो पाइरीमिडीन हैं। आणविक भार के संदर्भ में, प्यूरिन हमेशा पाइरीमिडीन से भारी होते हैं।

एक नाइट्रोजनी आधार पर आरएनए न्यूक्लियोटाइड प्रस्तुत किए जाते हैं:

एडेनिन (ए);
... गुआनिन (जी);
... साइटोसिन (सी);
... यूरेसिल (यू)।

यूरैसिल, थाइमिन की तरह, एक पाइरीमिडीन बेस है।

वैज्ञानिक साहित्य में, आप अक्सर नाइट्रोजनस आधारों के लिए एक और पदनाम पा सकते हैं - लैटिन अक्षरों (ए, टी, सी, जी, यू) में।

आइए हम प्यूरीन और पाइरीमिडीन की रासायनिक संरचना पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

पाइरीमिडाइन्स, अर्थात् साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल, दो नाइट्रोजन परमाणुओं और चार कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं, जो छह-सदस्यीय वलय बनाते हैं। प्रत्येक परमाणु की अपनी संख्या 1 से 6 तक होती है।

प्यूरीन (एडेनिन और ग्वानिन) पाइरीमिडीन और इमिडाज़ोल या दो हेटरोसायकल से बने होते हैं। प्यूरीन बेस अणु को चार नाइट्रोजन परमाणुओं और पांच कार्बन परमाणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। प्रत्येक परमाणु की संख्या 1 से 9 तक होती है।

एक नाइट्रोजनस बेस और एक पेन्टोज अवशेष के संयोजन के परिणामस्वरूप, एक न्यूक्लियोसाइड बनता है। एक न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोसाइड और एक फॉस्फेट समूह का एक यौगिक है।

फॉस्फोडिएस्टर बंधों का निर्माण

इस प्रश्न को समझना महत्वपूर्ण है कि कैसे न्यूक्लियोटाइड एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में संयोजित होते हैं और एक न्यूक्लिक एसिड अणु बनाते हैं। यह तथाकथित फॉस्फोडाइस्टर बांड के कारण है।

दो न्यूक्लियोटाइड की परस्पर क्रिया एक डाइन्यूक्लियोटाइड देती है। एक नए यौगिक का निर्माण संघनन द्वारा होता है, जब एक मोनोमर के फॉस्फेट अवशेष और दूसरे के पेंटोस के हाइड्रोक्सी समूह के बीच एक फॉस्फोडाइस्टर बंधन उत्पन्न होता है।

पॉलीन्यूक्लियोटाइड संश्लेषण इस प्रतिक्रिया (कई मिलियन बार) की बार-बार पुनरावृत्ति है। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला शर्करा के तीसरे और पांचवें कार्बन (3C´ और 5C´) के बीच फॉस्फोडाइस्टर बांड के गठन के माध्यम से बनाई गई है।

एक पोलीन्यूक्लियोटाइड का संयोजन एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की भागीदारी के साथ एक जटिल प्रक्रिया है, जो एक मुक्त हाइड्रॉक्सी समूह के साथ केवल एक छोर (3´) से एक श्रृंखला की वृद्धि सुनिश्चित करता है।

डीएनए अणु संरचना

एक डीएनए अणु, प्रोटीन की तरह, एक प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक संरचना हो सकती है।

डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का क्रम हाइड्रोजन बांड के कारण इसके प्राथमिक गठन को निर्धारित करता है, जो पूरकता के सिद्धांत पर आधारित हैं। दूसरे शब्दों में, एक डबल के संश्लेषण के दौरान, एक निश्चित पैटर्न कार्य करता है: एक श्रृंखला का एडेनिन दूसरे के थाइमिन से मेल खाता है, ग्वानिन से साइटोसिन और इसके विपरीत। एडेनिन और थाइमिन या ग्वानिन और साइटोसिन के जोड़े पहले में दो हाइड्रोजन बांड और बाद के मामले में तीन के कारण बनते हैं। न्यूक्लियोटाइड्स का यह कनेक्शन जंजीरों के बीच एक मजबूत बंधन और उनके बीच समान दूरी प्रदान करता है।

एक डीएनए स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को जानने के बाद, दूसरे को पूरकता या जोड़ के सिद्धांत से पूरा किया जा सकता है।

डीएनए की तृतीयक संरचना जटिल त्रि-आयामी बंधों द्वारा बनाई गई है, जो इसके अणु को अधिक कॉम्पैक्ट बनाती है और एक छोटे सेल वॉल्यूम में फिट होने में सक्षम होती है। उदाहरण के लिए, ई. कोलाई डीएनए की लंबाई 1 मिमी से अधिक है, जबकि कोशिका की लंबाई 5 माइक्रोन से कम है।

डीएनए में न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या, अर्थात् उनका मात्रात्मक अनुपात, चेरगफ के नियम का पालन करता है (प्यूरिन बेस की संख्या हमेशा पाइरीमिडीन बेस की संख्या के बराबर होती है)। न्यूक्लियोटाइड्स के बीच की दूरी 0.34 एनएम के साथ-साथ उनके आणविक भार के बराबर एक स्थिर मान है।

आरएनए अणु संरचना

आरएनए को पेंटोस (इस मामले में, राइबोज) और फॉस्फेट अवशेषों के बीच गठित एक एकल पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला द्वारा दर्शाया जाता है। यह डीएनए की तुलना में लंबाई में बहुत छोटा है। द्वारा प्रजातियों की संरचनान्यूक्लियोटाइड में नाइट्रोजनस बेस में भी अंतर होता है। आरएनए में, थाइमिन के पाइरीमिडीन बेस के बजाय यूरैसिल का उपयोग किया जाता है। शरीर में किए गए कार्यों के आधार पर आरएनए तीन प्रकार के होते हैं।

राइबोसोमल (rRNA) - इसमें आमतौर पर 3000 से 5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक आवश्यक संरचनात्मक घटक के रूप में, यह राइबोसोम के सक्रिय केंद्र के निर्माण में भाग लेता है, जो कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक है - प्रोटीन जैवसंश्लेषण।
... परिवहन (tRNA) - इसमें औसतन 75 - 95 न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो राइबोसोम में पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण की साइट पर वांछित अमीनो एसिड के हस्तांतरण को अंजाम देते हैं। प्रत्येक प्रकार के tRNA (कम से कम 40) में मोनोमर्स या न्यूक्लियोटाइड्स का अपना अनुक्रम होता है जो केवल उसमें निहित होता है।
... न्यूक्लियोटाइड संरचना में सूचनात्मक (एमआरएनए) बहुत विविध है। यह आनुवंशिक जानकारी को डीएनए से राइबोसोम में स्थानांतरित करता है, प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करता है।

शरीर में न्यूक्लियोटाइड की भूमिका

कोशिका में न्यूक्लियोटाइड कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं:

न्यूक्लिक एसिड (प्यूरीन और पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड्स) के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में उपयोग किया जाता है;
... कोशिका में कई चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लें;
... एटीपी का हिस्सा हैं - कोशिकाओं में ऊर्जा का मुख्य स्रोत;
... कोशिकाओं (एनएडी +, एनएडीपी +, एफएडी, एफएमएन) में समकक्षों को कम करने के वाहक के रूप में कार्य करें;
... बायोरेगुलेटर का कार्य करना;
... बाह्य नियमित संश्लेषण (उदाहरण के लिए, सीएमपी या सीजीएमपी) के दूसरे संदेशवाहक के रूप में माना जा सकता है।

एक न्यूक्लियोटाइड एक मोनोमेरिक इकाई है जो अधिक जटिल यौगिक बनाती है - न्यूक्लिक एसिड, जिसके बिना आनुवंशिक जानकारी का संचरण, इसका भंडारण और प्रजनन असंभव है। मुक्त न्यूक्लियोटाइड्स सिग्नलिंग और ऊर्जा प्रक्रियाओं में शामिल मुख्य घटक हैं जो कोशिकाओं और पूरे शरीर के सामान्य कामकाज का समर्थन करते हैं।

प्रति न्यूक्लिक एसिडउच्च-बहुलक यौगिकों को शामिल करें जो हाइड्रोलिसिस के दौरान प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस, पेंटोस और फॉस्फोरिक एसिड में विघटित हो जाते हैं। न्यूक्लिक एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन, फास्फोरस, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो वर्ग हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)तथा डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए).

डीएनए संरचना और कार्य

डीएनए- एक बहुलक, जिसके मोनोमर्स डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था (इस मॉडल के निर्माण के लिए, उन्होंने एम। विल्किंस, आर। फ्रैंकलिन, ई। चारगफ)।

डीएनए अणुदो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा निर्मित, एक दूसरे के चारों ओर सर्पिल रूप से और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है (अपवाद - कुछ डीएनए वायरस में सिंगल स्ट्रैंडेड डीएनए होता है)। डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 बेस जोड़े हैं। अणु कई सेंटीमीटर तक लंबा हो सकता है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका नाभिक के डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ परिसर बनाता है और एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है।

मोनोमर डीएनए - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए पाइरीमिडीन बेस(उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस(दो छल्ले हैं) - एडेनिन और ग्वानिन।

डीएनए न्यूक्लियोटाइड के मोनोसैकराइड को डीऑक्सीराइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

न्यूक्लियोटाइड का नाम संबंधित आधार के नाम से लिया गया है। न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजनस बेस बड़े अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।

पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला न्यूक्लियोटाइड संघनन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनती है। इस मामले में, एक न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेष के 3'-कार्बन और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेष के बीच, फॉस्फोथर बंधन(मजबूत सहसंयोजक बंधों की श्रेणी के अंतर्गत आता है)। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का एक सिरा 5 "कार्बन (जिसे 5" छोर कहा जाता है) के साथ समाप्त होता है, दूसरा 3 "कार्बन (3" छोर) के साथ समाप्त होता है।

दूसरा स्ट्रैंड एक न्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड के विपरीत स्थित होता है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के विपरीत स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के खिलाफ स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, और तीन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच हाइड्रोजन बांड। वह पैटर्न जिसके अनुसार विभिन्न डीएनए स्ट्रैंड्स के न्यूक्लियोटाइड्स को सख्ती से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे से बंधते हैं। पूरकता का सिद्धांत... यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे। वाटसन और एफ। क्रिक को ई। चारगफ के कार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत की समझ में आया। ई। चारगफ, अध्ययन कर रहे हैं बड़ी राशिऊतक और अंग के नमूने विभिन्न जीव, ने पाया कि किसी भी डीएनए खंड में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन से थाइमिन ( "चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका।

यह पूरकता के सिद्धांत से चलता है कि एक स्ट्रैंड का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है।

डीएनए स्ट्रैंड एंटीपैरेलल (बहुआयामी) होते हैं, अर्थात। विभिन्न स्ट्रैंड्स के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक स्ट्रैंड का छोर दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" एक चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "चरण" - पूरक नाइट्रोजनस आधार।

डीएनए समारोह- वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण।

डीएनए की प्रतिकृति (दोहराव)

- स्व-दोगुने की प्रक्रिया, डीएनए अणु की मुख्य संपत्ति। प्रतिकृति एंजाइमों से जुड़े मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की श्रेणी से संबंधित है। एंजाइमों की क्रिया के तहत, डीएनए अणु खुल जाता है, और प्रत्येक श्रृंखला के चारों ओर एक नई श्रृंखला पूरी हो जाती है, जो पूरकता और विरोधी समानांतरवाद के सिद्धांतों के अनुसार एक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करती है। इस प्रकार, प्रत्येक बेटी डीएनए में, एक स्ट्रैंड मातृ होता है, और दूसरा नव संश्लेषित होता है। इस संश्लेषण विधि को कहा जाता है अर्द्ध रूढ़िवादी.

"निर्माण सामग्री" और प्रतिकृति के लिए ऊर्जा के स्रोत हैं डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट(एटीपी, टीटीएफ, जीटीपी, सीटीपी) जिसमें तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। जब डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट को पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में शामिल किया जाता है, तो फॉस्फोरिक एसिड के दो टर्मिनल अवशेषों को हटा दिया जाता है, और जारी ऊर्जा का उपयोग न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडाइस्टर बंधन बनाने के लिए किया जाता है।

निम्नलिखित एंजाइम प्रतिकृति में शामिल हैं:

हेलीकॉप्टर ("खोलना" डीएनए);
प्रोटीन को अस्थिर करना;
डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ (डीएनए कट जाता है);
डीएनए पोलीमरेज़ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट चुने गए हैं और टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड से जुड़े पूरक हैं);
आरएनए प्राइमेट्स (आरएनए प्राइमरों, प्राइमरों के रूप में);
डीएनए लिगेज (डीएनए टुकड़े सिलाई)।

हेलीकॉप्टरों की मदद से, यह डीएनए के कुछ क्षेत्रों में आराम करता है, एकल-फंसे डीएनए क्षेत्र प्रोटीन को अस्थिर करने से बंधे होते हैं, और प्रतिकृति कांटा... जब 10 आधार जोड़े (हेलिक्स का एक मोड़) की विसंगति होती है, तो डीएनए अणु को अपनी धुरी के चारों ओर एक पूर्ण क्रांति करनी चाहिए। इस रोटेशन को रोकने के लिए, डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ डीएनए के एक स्ट्रैंड को साफ करता है, जिससे यह दूसरे स्ट्रैंड के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है।

डीएनए पोलीमरेज़ एक न्यूक्लियोटाइड को केवल पिछले न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज़ के 3 "-कार्बन से जोड़ सकता है, इसलिए यह एंजाइम टेम्प्लेट डीएनए के साथ केवल एक दिशा में आगे बढ़ने में सक्षम है: इस टेम्प्लेट के 3" छोर से 5 "अंत तक डीएनए । , फिर इसकी विभिन्न श्रृंखलाओं पर बेटी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं का संयोजन अलग-अलग तरीकों से और विपरीत दिशाओं में होता है। 3 "-5" श्रृंखला पर, बेटी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का संश्लेषण बिना किसी रुकावट के आगे बढ़ता है; प्रमुख... श्रृंखला 5 "-3" पर - रुक-रुक कर, टुकड़ों में ( ओकाज़ाकिओ के टुकड़े), जो, डीएनए लिगेज द्वारा प्रतिकृति के पूरा होने के बाद, एक स्ट्रैंड में सिले जाते हैं; इस चाइल्ड चेन को कहा जाएगा ठंड (पीछे रह रहे है).

DNA पोलीमरेज़ की एक विशेषता यह है कि यह अपना कार्य केवल किसके साथ प्रारंभ कर सकता है? "बीज" (भजन की पुस्तक) "प्राइमर्स" की भूमिका आरएनए प्राइमेस एंजाइम की भागीदारी के साथ गठित छोटे आरएनए अनुक्रमों द्वारा की जाती है और टेम्पलेट डीएनए के साथ जोड़ी जाती है। पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के संयोजन के पूरा होने के बाद आरएनए प्राइमरों को हटा दिया जाता है।

प्रतिकृति प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में समान है। प्रोकैरियोट्स में डीएनए संश्लेषण की दर यूकेरियोट्स (प्रति सेकंड 100 न्यूक्लियोटाइड्स) की तुलना में अधिक परिमाण (1000 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड) का क्रम है। डीएनए अणु के कई क्षेत्रों में प्रतिकृति एक साथ शुरू होती है। प्रतिकृति की उत्पत्ति के एक बिंदु से दूसरे स्थान पर डीएनए का एक टुकड़ा प्रतिकृति की एक इकाई बनाता है - प्रतिकृति.

कोशिका विभाजन से पहले प्रतिकृति होती है। डीएनए की इस क्षमता के लिए धन्यवाद, वंशानुगत जानकारी मातृ कोशिका से बेटी को प्रेषित होती है।

मरम्मत ("मरम्मत")

मरम्मतडीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को क्षति की मरम्मत की प्रक्रिया कहा जाता है। यह कोशिका के विशेष एंजाइम सिस्टम द्वारा किया जाता है ( मरम्मत एंजाइम) डीएनए संरचना को बहाल करने की प्रक्रिया में, निम्नलिखित चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 1) डीएनए-मरम्मत करने वाले न्यूक्लियस क्षतिग्रस्त क्षेत्र को पहचानते हैं और हटाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डीएनए श्रृंखला में एक अंतर बनता है; 2) डीएनए पोलीमरेज़ दूसरे ("अच्छा") स्ट्रैंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाकर इस अंतर को भरता है; 3) डीएनए लिगेज मरम्मत को पूरा करते हुए न्यूक्लियोटाइड को "लिंक" करता है।

सबसे अधिक अध्ययन किए गए मरम्मत के तीन तंत्र हैं: 1) फोटोरिपेरेशन, 2) एक्सिसनल, या प्री-रेप्लिकेटिव, रिपेयर, 3) पोस्ट-रेप्लिकेटिव रिपेयर।

प्रतिक्रियाशील मेटाबोलाइट्स, पराबैंगनी विकिरण, भारी धातुओं और उनके लवणों आदि के प्रभाव में लगातार कोशिका में डीएनए संरचना में परिवर्तन होता है। इसलिए, मरम्मत प्रणालियों में दोष उत्परिवर्तन प्रक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं, वंशानुगत रोगों (रंजित) का कारण हैं। ज़ेरोडर्मा, प्रोजेरिया, आदि)।

आरएनए संरचना और कार्य

- बहुलक, जिसके मोनोमर्स हैं राइबोन्यूक्लियोटाइड्स... डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (इस अपवाद के साथ कि कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। आरएनए स्ट्रैंड डीएनए स्ट्रैंड की तुलना में बहुत छोटे होते हैं।

आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। आरएनए नाइट्रोजनस बेस भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन वर्गों से संबंधित हैं।

आरएनए पाइरीमिडीन बेस - यूरैसिल, साइटोसिन, प्यूरीन बेस - एडेनिन और ग्वानिन। आरएनए न्यूक्लियोटाइड मोनोसेकेराइड राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

का आवंटन तीन प्रकार के आरएनए: 1) सूचना के(मैसेंजर) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए), 2) परिवहनआरएनए - टीआरएनए, 3) राइबोसोमलआरएनए - आरआरएनए।

सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पॉलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। डीएनए में सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्प्लेट पर आरएनए को संश्लेषित करने की प्रक्रिया को ट्रांसक्रिप्शन कहा जाता है।

परिवहन आरएनएआमतौर पर 76 (75 से 95 तक) न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - २५,०००-३०,०००। टीआरएनए कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का लगभग १०% है। टीआरएनए के कार्य: 1) प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर अमीनो एसिड का परिवहन, राइबोसोम तक, 2) अनुवादक मध्यस्थ। एक कोशिका में लगभग 40 प्रकार के tRNA होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में केवल इसके लिए विशेषता न्यूक्लियोटाइड का एक क्रम होता है। हालांकि, सभी टीआरएनए में कई इंट्रामोल्युलर पूरक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण टीआरएनए एक तिपतिया घास-पत्ती रचना प्राप्त करते हैं। किसी भी tRNA में राइबोसोम (1), एक एंटिकोडन लूप (2), एक एंजाइम (3) के संपर्क के लिए एक लूप, एक स्वीकर्ता स्टेम (4), और एक एंटिकोडन (5) के संपर्क के लिए एक लूप होता है। अमीनो एसिड स्वीकर्ता स्टेम के 3 "छोर से जुड़ जाता है। anticodon- तीन न्यूक्लियोटाइड जो एमआरएनए कोडन को "पहचानते हैं"। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि एक विशिष्ट टीआरएनए अपने एंटिकोडन के अनुरूप कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड का परिवहन कर सकता है। एमिनो एसिड और टीआरएनए के संयोजन की विशिष्टता एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस के गुणों के कारण प्राप्त की जाती है।

राइबोसोमल आरएनए 3000-5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 1,000,000-1,500,000. rRNA कोशिका में कुल RNA सामग्री का 80-85% हिस्सा होता है। राइबोसोमल प्रोटीन के संयोजन में, आरआरएनए राइबोसोम बनाता है - ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, नाभिक में rRNA संश्लेषण होता है। आरआरएनए कार्य: 1) राइबोसोम के आवश्यक संरचनात्मक घटक और इस प्रकार, राइबोसोम के कामकाज को सुनिश्चित करना; 2) राइबोसोम और टीआरएनए की बातचीत सुनिश्चित करना; 3) राइबोसोम और एमआरएनए सर्जक कोडन का प्रारंभिक बंधन और रीडिंग फ्रेम का निर्धारण, 4) राइबोसोम के सक्रिय केंद्र का गठन।

मैसेंजर RNAsन्यूक्लियोटाइड सामग्री और आणविक भार (50,000 से 4,000,000 तक) में विविध हैं। सेल में कुल आरएनए सामग्री का 5% तक एमआरएनए खाता है। एमआरएनए के कार्य: 1) डीएनए से राइबोसोम में आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण, 2) प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स, 3) प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण।

एटीपी की संरचना और कार्य

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी)- जीवित कोशिकाओं में एक सार्वभौमिक स्रोत और ऊर्जा का मुख्य संचायक। एटीपी पौधों और जानवरों की सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। एटीपी की मात्रा औसतन 0.04% (कोशिका के गीले वजन का) है, एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा (0.2-0.5%) कंकाल की मांसपेशियों में निहित है।

एटीपी में अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन), 2) एक मोनोसैकराइड (राइबोज), 3) तीन फॉस्फोरिक एसिड। चूंकि एटीपी में एक नहीं, बल्कि तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं, यह राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट से संबंधित होता है।

कोशिकाओं में होने वाले अधिकांश प्रकार के कार्यों के लिए, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, जब फॉस्फोरिक एसिड के टर्मिनल अवशेषों को हटा दिया जाता है, तो एटीपी को एडीपी (एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड) में बदल दिया जाता है, जब दूसरा फॉस्फोरिक एसिड अवशेष एएमपी (एडेनोसिन मोनोफोस्फोरिक एसिड) में बंद हो जाता है। टर्मिनल और दूसरे फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों दोनों के उन्मूलन के दौरान मुक्त ऊर्जा उपज प्रत्येक 30.6 kJ है। तीसरे फॉस्फेट समूह की दरार केवल 13.8 kJ की रिहाई के साथ है। टर्मिनल और दूसरे, दूसरे और पहले फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच के बंधन को उच्च-ऊर्जा (उच्च-ऊर्जा) कहा जाता है।

एटीपी भंडार लगातार भर रहे हैं। सभी जीवों की कोशिकाओं में, एटीपी संश्लेषण फास्फोरिलीकरण की प्रक्रिया में होता है, अर्थात। एडीपी में फॉस्फोरिक एसिड के अलावा। श्वसन (माइटोकॉन्ड्रिया), ग्लाइकोलाइसिस (साइटोप्लाज्म), प्रकाश संश्लेषण (क्लोरोप्लास्ट) के दौरान विभिन्न तीव्रता के साथ फॉस्फोराइलेशन होता है।

एटीपी ऊर्जा की रिहाई और संचय के साथ प्रक्रियाओं और ऊर्जा के व्यय के साथ होने वाली प्रक्रियाओं के बीच मुख्य कड़ी है। इसके अलावा, एटीपी, अन्य राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी, सीटीपी, यूटीपी) के साथ, आरएनए संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है।

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 3"प्रोटीन की संरचना और कार्य। एंजाइम "

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 5"सेलुलर सिद्धांत। सेलुलर संगठन के प्रकार "

डीएनए संरचना और कार्य

दूसरा स्ट्रैंड एक न्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड के विपरीत स्थित होता है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के विपरीत स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के खिलाफ स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, और तीन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच हाइड्रोजन बांड। वह पैटर्न जिसके अनुसार विभिन्न डीएनए स्ट्रैंड्स के न्यूक्लियोटाइड्स को सख्ती से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे से बंधते हैं। पूरकता का सिद्धांत... यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे। वाटसन और एफ। क्रिक को ई। चारगफ के कार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत की समझ में आया। ई। चारगफ ने विभिन्न जीवों के ऊतकों और अंगों के नमूनों की एक बड़ी संख्या का अध्ययन किया, पाया कि किसी भी डीएनए टुकड़े में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन - थाइमिन से ( "चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका।

डीएनए समारोह- वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण।

डीएनए की प्रतिकृति (दोहराव)

निम्नलिखित एंजाइम प्रतिकृति में शामिल हैं:

हेलीकॉप्टर ("खोलना" डीएनए);
प्रोटीन को अस्थिर करना;
डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ (डीएनए कट जाता है);
डीएनए पोलीमरेज़ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट चुने गए हैं और टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड से जुड़े पूरक हैं);
आरएनए प्राइमेट्स (आरएनए प्राइमरों, प्राइमरों के रूप में);
डीएनए लिगेज (डीएनए टुकड़े सिलाई)।

मरम्मत ("मरम्मत")

आरएनए संरचना और कार्य

एटीपी की संरचना और कार्य

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 3"प्रोटीन की संरचना और कार्य। एंजाइम "

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 5"सेलुलर सिद्धांत। सेलुलर संगठन के प्रकार "

निरंतरता। देखें संख्या 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

विज्ञान की कक्षाओं में जीव विज्ञान के पाठ

उन्नत योजना, ग्रेड 10

पाठ 19. एटीपी की रासायनिक संरचना और जैविक भूमिका

उपकरण:सामान्य जीव विज्ञान पर टेबल, एटीपी अणु की संरचना का एक आरेख, प्लास्टिक और ऊर्जा चयापचय के बीच संबंध का एक आरेख।

I. परीक्षण ज्ञान

एक जैविक श्रुतलेख का संचालन "जीवित पदार्थ के कार्बनिक यौगिक"

शिक्षक थीसिस को संख्याओं के तहत पढ़ता है, छात्र नोटबुक में उन थीसिस की संख्या लिखते हैं जो उनके संस्करण की सामग्री में फिट होती हैं।

विकल्प 1 - प्रोटीन।
विकल्प 2 - कार्बोहाइड्रेट।
विकल्प 3 - लिपिड।
विकल्प 4 - न्यूक्लिक एसिड।

1. शुद्ध रूप में, उनमें केवल परमाणु C, H, O होते हैं।

2. सी, एच, ओ परमाणुओं के अलावा, उनमें एन और आमतौर पर एस होता है।

3. सी, एच, ओ परमाणुओं के अलावा, एन और पी होते हैं।

4. अपेक्षाकृत कम आणविक भार है।

5. आणविक भार हजारों से लेकर कई दसियों और सैकड़ों हजारों डाल्टनों तक हो सकता है।

6. सबसे बड़े कार्बनिक यौगिक जिनका आणविक भार कई दसियों और करोड़ों डाल्टन तक होता है।

7. विभिन्न आणविक भार - बहुत कम से बहुत अधिक तक, इस पर निर्भर करता है कि पदार्थ एक मोनोमर या बहुलक है या नहीं।

8. मोनोसेकेराइड से मिलकर बनता है।

9. अमीनो एसिड से मिलकर बनता है।

10. न्यूक्लियोटाइड्स से मिलकर बनता है।

11. उच्च फैटी एसिड के एस्टर हैं।

12. मुख्य संरचनात्मक इकाई: "नाइट्रोजनस बेस - पेंटोस - फॉस्फोरिक एसिड अवशेष"।

13. मुख्य संरचनात्मक इकाई: "एमिनो एसिड"।

14. मुख्य संरचनात्मक इकाई: "मोनोसेकेराइड"।

15. मुख्य संरचनात्मक इकाई: "ग्लिसरीन-फैटी एसिड"।

16. बहुलक अणु एक ही मोनोमर्स से निर्मित होते हैं।

17. पॉलिमर अणु समान, लेकिन पूरी तरह से समान, मोनोमर्स से निर्मित नहीं होते हैं।

18. पॉलिमर नहीं।

19. लगभग विशेष रूप से ऊर्जा, निर्माण और भंडारण कार्य करें, कुछ मामलों में - सुरक्षात्मक।

20. ऊर्जा और निर्माण के अलावा, वे उत्प्रेरक, सिग्नलिंग, परिवहन, मोटर और सुरक्षात्मक कार्य करते हैं;

21. कोशिका और जीव के वंशानुगत गुणों का भंडारण और हस्तांतरण करना।

विकल्प 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
विकल्प 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
विकल्प 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
विकल्प 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

द्वितीय. नई सामग्री सीखना

1. एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड की संरचना

प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, वसा और कार्बोहाइड्रेट के अलावा, जीवित पदार्थों में बड़ी संख्या में अन्य कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है। उनमें से, कोशिका की बायोएनेर्जी में एक महत्वपूर्ण भूमिका किसके द्वारा निभाई जाती है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी)।एटीपी पौधों और जानवरों की सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। कोशिकाओं में, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड अक्सर लवण के रूप में मौजूद होता है जिसे कहा जाता है एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट... एटीपी की मात्रा में उतार-चढ़ाव होता है और औसतन 0.04% (एक कोशिका में औसतन लगभग 1 बिलियन एटीपी अणु होते हैं)। एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा कंकाल की मांसपेशियों (0.2–0.5%) में पाई जाती है।

एटीपी अणु में एक नाइट्रोजनस बेस - एडेनिन, पेंटोस - राइबोज और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं, अर्थात। एटीपी एक विशेष एडेनिल न्यूक्लियोटाइड है। अन्य न्यूक्लियोटाइड के विपरीत, एटीपी में एक नहीं, बल्कि तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। एटीपी उच्च-ऊर्जा पदार्थों से संबंधित है - ऐसे पदार्थ जिनके बंधों में बड़ी मात्रा में ऊर्जा होती है।

एटीपी अणु के स्थानिक मॉडल (ए) और संरचनात्मक सूत्र (बी)

फॉस्फोरिक एसिड अवशेष एटीपी संरचना से एटीपीस एंजाइम की क्रिया के तहत साफ किया जाता है। एटीपी में अपने टर्मिनल फॉस्फेट समूह को अलग करने की लगातार प्रवृत्ति होती है:

एटीपी 4– + एच 2 ओ -> एडीपी 3– + 30.5 केजे + एफएन,

जबसे इससे पड़ोसी ऋणात्मक आवेशों के बीच ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण गायब हो जाता है। परिणामी फॉस्फेट पानी के साथ ऊर्जावान रूप से अनुकूल हाइड्रोजन बांड के गठन से स्थिर होता है। एडीपी + एफएन सिस्टम में चार्ज वितरण एटीपी की तुलना में अधिक स्थिर हो जाता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, 30.5 kJ मुक्त होता है (जब एक सामान्य सहसंयोजक बंधन टूट जाता है, तो 12 kJ निकलता है)।

एटीपी में फॉस्फोरस-ऑक्सीजन बांड की उच्च ऊर्जा "लागत" पर जोर देने के लिए, इसे साइन ~ द्वारा निरूपित करने और इसे मैक्रोएनेर्जी बॉन्ड कहने की प्रथा है। जब फॉस्फोरिक एसिड के एक अणु को हटा दिया जाता है, तो एटीपी एडीपी (एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड) में चला जाता है, और अगर फॉस्फोरिक एसिड के दो अणुओं को हटा दिया जाता है, तो एटीपी एएमपी (एडेनोसिन मोनोफोस्फोरिक एसिड) में गुजरता है। तीसरे फॉस्फेट की दरार केवल 13.8 kJ की रिहाई के साथ होती है, जिससे एटीपी अणु में केवल दो उच्च-ऊर्जा बंधन होते हैं।

2. कोशिका में ATP का बनना

कोशिका में एटीपी का भंडार छोटा होता है। उदाहरण के लिए, मांसपेशियों में, एटीपी भंडार 20-30 संकुचन के लिए पर्याप्त होते हैं। लेकिन एक मांसपेशी घंटों काम कर सकती है और हजारों संकुचन पैदा कर सकती है। इसलिए, सेल में एटीपी से एडीपी में टूटने के साथ, रिवर्स सिंथेसिस लगातार होना चाहिए। कोशिकाओं में एटीपी के संश्लेषण के लिए कई रास्ते हैं। आइए उन्हें जानते हैं।

1. अवायवीय फास्फारिलीकरण।फॉस्फोराइलेशन एडीपी और कम आणविक भार फॉस्फेट (एफएन) से एटीपी के संश्लेषण को संदर्भित करता है। इस मामले में, हम कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की एनोक्सिक प्रक्रियाओं के बारे में बात कर रहे हैं (उदाहरण के लिए, ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज के पाइरुविक एसिड के एनोक्सिक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है)। इन प्रक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा का लगभग 40% (लगभग 200 kJ / mol ग्लूकोज) एटीपी के संश्लेषण पर खर्च किया जाता है, और बाकी गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Fn -> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H।

2. ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशनऑक्सीजन के साथ कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की ऊर्जा के कारण एटीपी संश्लेषण की प्रक्रिया है। 1930 के दशक की शुरुआत में इस प्रक्रिया की खोज की गई थी। XX सदी। वी.ए. एंगेलहार्ड्ट। माइटोकॉन्ड्रिया में कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की ऑक्सीजन प्रक्रियाएं होती हैं। इस प्रक्रिया के दौरान जारी ऊर्जा का लगभग 55% (लगभग 2600 kJ/mol ग्लूकोज) ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है रासायनिक बन्धएटीपी, और 45% गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है।

अवायवीय संश्लेषण की तुलना में ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण बहुत अधिक प्रभावी है: यदि ग्लूकोज अणु के टूटने के दौरान ग्लाइकोलाइसिस के दौरान केवल 2 एटीपी अणुओं को संश्लेषित किया जाता है, तो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के दौरान 36 एटीपी अणु बनते हैं।

3. Photophosphorylation- सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा के कारण एटीपी संश्लेषण की प्रक्रिया। एटीपी संश्लेषण का यह मार्ग केवल प्रकाश संश्लेषण (हरे पौधे, साइनोबैक्टीरिया) में सक्षम कोशिकाओं की विशेषता है। एटीपी के संश्लेषण के लिए प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण में प्रकाश संश्लेषक द्वारा सूर्य के प्रकाश के क्वांटा की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

3. एटीपी . का जैविक महत्व

एटीपी कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं के केंद्र में है, जैविक संश्लेषण और क्षय की प्रतिक्रियाओं के बीच एक कड़ी है। सेल में एटीपी की भूमिका की तुलना बैटरी से की जा सकती है, क्योंकि एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान, ऊर्जा निकलती है, जो विभिन्न महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं ("डिस्चार्ज") के लिए आवश्यक है, और फॉस्फोराइलेशन ("चार्जिंग" की प्रक्रिया में) ), एटीपी फिर से ऊर्जा जमा करता है।

एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी ऊर्जा के कारण, कोशिका और शरीर में लगभग सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं होती हैं: तंत्रिका आवेग, पदार्थों का जैवसंश्लेषण, मांसपेशियों में संकुचन, पदार्थों का परिवहन आदि।

III. ज्ञान का समेकन

जैविक समस्याओं का समाधान

समस्या 1. तेज दौड़ने पर हम बार-बार सांस लेते हैं और पसीना आता है। इन घटनाओं की व्याख्या करें।

समस्या २. ठंड में लोग ठिठुरने और कूदने क्यों लगते हैं?

समस्या 3. आई। इलफ़ और ई। पेट्रोव के प्रसिद्ध काम में कई लोगों के बीच "बारह कुर्सियाँ" उपयोगी सलाहआप यह भी पा सकते हैं: "गहरी साँस लें, आप उत्तेजित हैं।" शरीर में होने वाली ऊर्जा प्रक्रियाओं के संदर्भ में इस सलाह को सही ठहराने की कोशिश करें।

चतुर्थ। होम वर्क

परीक्षण और परीक्षण की तैयारी शुरू करें (परीक्षा प्रश्न निर्धारित करें - पाठ 21 देखें)।

पाठ 20. "जीवन का रासायनिक संगठन" खंड पर ज्ञान का सामान्यीकरण

उपकरण:सामान्य जीव विज्ञान पर टेबल।

I. अनुभाग के ज्ञान का सामान्यीकरण

प्रश्नों के साथ छात्रों का काम (व्यक्तिगत रूप से) सत्यापन और चर्चा के बाद

1. कार्बनिक यौगिकों के उदाहरण दीजिए जिनमें कार्बन, सल्फर, फास्फोरस, नाइट्रोजन, लोहा, मैंगनीज शामिल हैं।

2. एक जीवित कोशिका को उसकी आयनिक संरचना द्वारा मृत कोशिका से कैसे अलग किया जा सकता है?

3. कोशिका में कौन से पदार्थ अघुलनशील रूप में होते हैं? वे किन अंगों और ऊतकों में प्रवेश करते हैं?

4. एंजाइमों के सक्रिय केंद्रों में शामिल मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के उदाहरण दें।

5. कौन से हार्मोन में ट्रेस तत्व होते हैं?

6. मानव शरीर में हैलोजन की क्या भूमिका है?

7. प्रोटीन कृत्रिम बहुलकों से किस प्रकार भिन्न हैं?

8. पेप्टाइड्स और प्रोटीन में क्या अंतर है?

9. उस प्रोटीन का क्या नाम है जो हीमोग्लोबिन का भाग है? इसमें कितने सबयूनिट होते हैं?

10. राइबोन्यूक्लिएज क्या है? इसमें कितने अमीनो एसिड होते हैं? इसे कृत्रिम रूप से कब संश्लेषित किया गया था?

11. एन्जाइमों के बिना रासायनिक अभिक्रियाओं की दर कम क्यों होती है?

12. कोशिका झिल्ली के माध्यम से प्रोटीन द्वारा किन पदार्थों का परिवहन किया जाता है?

13. एंटीबॉडी और एंटीजन में क्या अंतर है? क्या टीकों में एंटीबॉडी होते हैं?

14. शरीर में प्रोटीन किन पदार्थों में टूटता है? इस मामले में कितनी ऊर्जा निकलती है? अमोनिया का उदासीनीकरण कहाँ और कैसे होता है?

15. पेप्टाइड हार्मोन का एक उदाहरण दें: वे सेलुलर चयापचय के नियमन में कैसे शामिल हैं?

16. जिस चीनी के साथ हम चाय पीते हैं उसकी संरचना कैसी होती है? आप इस पदार्थ के और कौन से तीन समानार्थी शब्द जानते हैं?

17. दूध में वसा सतह पर क्यों नहीं जमा होता है, बल्कि निलंबन के रूप में होता है?

18. दैहिक और रोगाणु कोशिकाओं के नाभिक में डीएनए का द्रव्यमान कितना होता है?

19. एक व्यक्ति प्रतिदिन कितना एटीपी उपयोग करता है?

20. लोग किस प्रोटीन से कपड़े बनाते हैं?

अग्नाशयी राइबोन्यूक्लिज़ की प्राथमिक संरचना (124 अमीनो एसिड)

द्वितीय. होम वर्क।

"जीवन का रासायनिक संगठन" खंड में परीक्षण और परीक्षण कार्य की तैयारी जारी रखें।

पाठ 21. "जीवन का रासायनिक संगठन" खंड में परीक्षण पाठ

I. मुद्दों पर मौखिक ऑफसेट आयोजित करना

1. कोशिका की प्राथमिक संरचना।

2. organogenic तत्वों के लक्षण।

3. पानी के अणु की संरचना। हाइड्रोजन बंधन और जीवन के "रसायन विज्ञान" में इसका महत्व।

4. जल के गुण और जैविक कार्य।

5. हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक पदार्थ।

6. धनायन और उनका जैविक महत्व।

7. अनियन और उनका जैविक महत्व।

8. पॉलिमर। जैविक बहुलक। बैच और गैर-बैच पॉलिमर के बीच अंतर।

9. लिपिड के गुण, उनके जैविक कार्य।

10. संरचना की विशेषताओं के अनुसार आवंटित कार्बोहाइड्रेट के समूह।

11. कार्बोहाइड्रेट के जैविक कार्य।

12. प्रोटीन की प्राथमिक संरचना। अमीनो अम्ल। पेप्टाइड्स का गठन।

13. प्रोटीन की प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाएं।

14. जैविक कार्यप्रोटीन।

15. एंजाइम और गैर-जैविक उत्प्रेरक के बीच अंतर।

16. एंजाइमों की संरचना। कोएंजाइम।

17. एंजाइमों की क्रिया का तंत्र।

18. न्यूक्लिक अम्ल। न्यूक्लियोटाइड और उनकी संरचना। पोलीन्यूक्लियोटाइड्स का निर्माण।

19. ई. चारगफ के नियम। पूरकता का सिद्धांत।

20. डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु का निर्माण और उसका स्पाइरलाइज़ेशन।

21. सेलुलर आरएनए के वर्ग और उनके कार्य।

22. डीएनए और आरएनए के बीच अंतर।

23. डीएनए प्रतिकृति। प्रतिलेखन।

24. संरचना और जैविक भूमिकाएटीपी

25. कोशिका में ATP का बनना।

द्वितीय. होम वर्क

"जीवन का रासायनिक संगठन" खंड पर परीक्षण की तैयारी जारी रखें।

पाठ 22. "जीवन का रासायनिक संगठन" खंड पर नियंत्रण पाठ

I. लिखित परीक्षा आयोजित करना

विकल्प 1

1. अमीनो एसिड तीन प्रकार के होते हैं - ए, बी, सी। आप पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के कितने प्रकार बना सकते हैं, जिसमें पांच अमीनो एसिड होते हैं। इन विकल्पों को इंगित करें। क्या इन पॉलीपेप्टाइड्स में समान गुण होंगे? क्यों?

2. सभी जीवित चीजों में मुख्य रूप से कार्बन यौगिक होते हैं, और कार्बन-सिलिकॉन का एनालॉग, जिसकी सामग्री पृथ्वी की पपड़ी में कार्बन से 300 गुना अधिक है, बहुत कम जीवों में पाई जाती है। इन तत्वों के परमाणुओं की संरचना और गुणों के संदर्भ में इस तथ्य की व्याख्या कीजिए।

3. अंत में रेडियोधर्मी 32P के साथ लेबल किए गए एटीपी अणु, फॉस्फोरिक एसिड के तीसरे अवशेष को एक सेल में पेश किया गया था, और एटीपी अणुओं को राइबोज के सबसे निकटतम पहले अवशेष पर 32P के साथ लेबल किया गया था, दूसरे सेल में पेश किया गया था। 5 मिनट के बाद, 32P के साथ लेबल किए गए अकार्बनिक फॉस्फेट आयन की सामग्री को दोनों कोशिकाओं में मापा गया। यह काफी अधिक कहां होगा?

4. अध्ययनों से पता चला है कि इस mRNA के न्यूक्लियोटाइड्स की कुल संख्या का 34% गुआनिन द्वारा, 18% - यूरैसिल द्वारा, 28% - साइटोसिन द्वारा और 20% - एडेनिन द्वारा होता है। डबल-फंसे डीएनए के नाइट्रोजनस आधारों का प्रतिशत निर्धारित करें, जिनमें से कास्ट संकेतित एमआरएनए है।

विकल्प 2

1. वसा में "पहला रिजर्व" होता है ऊर्जा विनिमयऔर इसका उपयोग तब किया जाता है जब कार्बोहाइड्रेट का भंडार समाप्त हो जाता है। हालांकि, कंकाल की मांसपेशियों में ग्लूकोज और फैटी एसिड की उपस्थिति में, बाद वाले का अधिक हद तक उपयोग किया जाता है। ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रोटीन हमेशा अंतिम उपाय के रूप में उपयोग किया जाता है, जब शरीर भूख से मर रहा होता है। इन तथ्यों की व्याख्या कीजिए।

2. भारी धातुओं (पारा, सीसा, आदि) और आर्सेनिक के आयन आसानी से प्रोटीन के सल्फाइड समूहों से बंधे होते हैं। इन धातुओं के सल्फाइड के गुणों को जानकर, समझाइए कि इन धातुओं के साथ मिलाने पर प्रोटीन का क्या होता है। भारी धातुएं शरीर के लिए जहर क्यों हैं?

3. पदार्थ A के पदार्थ B में ऑक्सीकरण की प्रतिक्रिया में, 60 kJ ऊर्जा निकलती है। इस प्रतिक्रिया में कितने एटीपी अणुओं को अधिकतम रूप से संश्लेषित किया जा सकता है? शेष ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाएगा?

4. अध्ययनों से पता चला है कि इस mRNA के न्यूक्लियोटाइड्स की कुल संख्या का 27% गुआनिन द्वारा, 15% - यूरैसिल द्वारा, 18% - साइटोसिन द्वारा और 40% - एडेनिन द्वारा होता है। डबल-फंसे डीएनए के नाइट्रोजनस आधारों का प्रतिशत निर्धारित करें, जिनमें से कास्ट संकेतित एमआरएनए है।

जारी रहती है