Биохимические процессы синтез белка

Но все остальные основные биологические процессы (синтез белков и нуклеиновых кислот, ферментативные биохимические реакции, деление клеток, мышечное сокращение, распространение нервного возбуждения и т. д.) происходят во тьме, без участия световых квантов. Эти темновые процессы тоже квантовые, ибо это химические процессы. Ясно, что в любой химической реакции происходит перемещение электронов, изменение электронного состояния системы. Окислительно-восстановительные биохимические процессы, составляющие сущность дыхания, наглядно об этом свидетельствуют. [c.325]

Биохимические функции. В репродуктивных тканях андрогены отвечают за их дифференцировку и функционирование. Образовавшийся в семенниках тестостерон и его активный метаболит ДГТ проникают в клетки-мишени методом простой или облегченной диффузии и взаимодействуют с одним и тем же белковым рецептором. Образовавшиеся гормон-рецепторные комплексы перемещаются в ядро, связываются с хроматином и стимулируют процессы синтеза белка (гл. И). В репродуктивных органах эти процессы реализуются в половой дифференцировке, основные этапы которой представляют собой хромосомы—гонады—фенотип. Кроме того, андрогены стимулируют сперматогенез, половое созревание и по принципу обратной связи контролируют секрецию гонадотропинов. Помимо влияния на функционирование репродуктивной системы, андрогены участвуют в контроле клеточного метаболизма многих других тканей и органов. Независимо от типа ткани андрогены проявляют анаболические эффекты, связанные со стимуляцией процессов транскрипции и увеличения скорости синтеза белка. Более всего андрогенных клеток-мишеней находится в скелетных мышцах, причем под действием гормонов происходит резкое увеличение мышечных белков и наращивание мышечной массы. Стимуляция белок-синтетических процессов под действием андрогенов отмечена в почках, сердечной мышце, костной ткани. Андрогены образуются не только в семенниках, но и в яичниках. Их роль в организме женщин или самок животных заключается в формировании поведенческих реакций, а также в контроле за синтезом белка в репродуктивных органах. [c.161]

Стимуляторами роста микроорганизмов служат специальные ростовые вещества, к числу которых относят несколько десятков аминокислот, необходимых для синтеза белков и ферментов внутри клетки. Для регулирования биохимических процессов микроорганизмам нужны также витамины. Большое значение в жизни микроорганизмов имеют такие элементы, как бор, иод, бром, молибден, марганец, кобальт, медь, которые активизируют синтез ферментов или включаются в их состав. [c.16]

Активность разнообразных биологических катализаторов (ферментов), а нередко и специфика происходящих в тканях биохимических процессов связаны с ограниченными зонами значений pH. Так, пепсин желудочного сока активен при pH 1,5—2,0 каталаза крови — при pH 7,0 тканевые катепсины при реакции среды, близкой к нейтральной, катализируют синтез белка, а при кислой реакции его расщепляют. [c.59]

Биохимические функции. Адренокортикотропин воздействует на клетки надпочечников по мембрано-опосредованному механизму, вызывая стимуляцию синтеза и секреции кортикостероидов. Активация аденилатной системы и образование вторичного посредника цАМФ приводят к образованию активных протеинкиназ и фосфорилированию ряда цитоплазматических белков. Например, фосфорилирование эс-тераз приводит к их активации и освобождению холестерина. Кроме того, фосфорилирование белков рибосом приводит к интенсификации процессов трансляции и синтезу белка, в том числе и транспортера свободного холестерина в митохондрии, где и осуществляется синтез кортикостероидов (рис. 12.2). [c.146]

В нуклеиновых кислотах РНК и ДНК мононуклеотиды соединены между собой за счет остатков фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты РНК и ДНК принимают участие в синтезе белка, передаче наследственных признаков и в других биохимических процессах. [c.234]

Микроэлементы повышают активность ферментов, катализирующих биохимические процессы в организмах растений, способствуют синтезу белков и нуклеиновых кислот, витаминов, сахаров и крахмала. Некоторые микроэлементы оказывают положительное действие на фотосинтез, ускоряют рост и развитие растений, созревание семян. [c.311]

В табл. 32 приведены данные, относящиеся к ферментам и другим компонентам клетки, которые обычно используются в качестве индикаторов, или мониторов, для определения, во-первых, некоторых внутриклеточных частиц и, во-вторых, некоторых важных биохимических процессов, последовательностей реакции и т. д. Сложные метаболические процессы часто требуют участия двух или нескольких фракций. Возможно, что именно на этом основывается во многих случаях регуляция метаболических процессов. В качестве классического примера можно указать процесс синтеза белка (см. гл. XXI). Активация аминокислот и их ассоциация с транспортными РНК происходят в цитоплазматической жидкости. Сборка аминокислот в полипептиды, происходящая на полисомах, часть которых прикреп- [c.251]

Для живых организмов кобальт также имеет большое значение, поскольку с его участием связаны процессы образования белков, аминокислот, витаминов, ассимиляция азота растениями, активность ферментов и другие биохимические процессы. Особенно важна роль кобальта как главной составляющей витамина В12, без которого невозможны процессы кроветворения (образование эритроцитов и синтез гемоглобина). [c.499]

Биохимические процессы наиболее перспективны для химической технологии. Они происходят в живой природе в атмосферных условиях (без повышения температуры, давления) под действием высокоактивных природных катализаторов — ферментов и гормонов, а также микроорганизмов, содержащих эти катализаторы. Возможности биохимических процессов в промышленности не ограничены, хотя природные биохимические процессы пока недостаточно изучены и еще мало воспроизведены в модельных условиях. Недавно возникла новая отрасль науки — техническая микробиология, которая изучает биохимические методы производства самых разнообразных химических продуктов. На практике реализован микробиологический синтез антибиотиков, витаминов, гормонов. В перспективе технической микробиологии находятся проблемы фиксации атмосферного азота, синтеза белков и жиров, окисления серы в диоксид и триоксид серы и, наоборот, [c.254]

Железо играет весьма активную роль в жизнедеятельности любых организмов, связанную, прежде всего, с процессами переноса и обмена Оно входит в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы, комплексов, служащих для передачи электронов, гемоглобина, являющегося переносчиком кислорода Велика роль железа в обмене нуклеиновых кислот, синтезе белков, в процессах фотосинтеза и дыхания растений, в других биохимических реакциях [c.499]

Использование принципов катализа, осуществляемого в живой природе,-позволило бы перестроить по-новому целые отрасли химической промышленности и расширило бы ресурсы для сельского хозяйства. В перспективе технического использования биохимических процессов находятся проблемы фиксации атмосферного азота, синтеза белков и жиров, использование углекислоты воздушного бассейна для органического синтеза. [c.196]

Азот участвует в основных биохимических процессах. В составе белков он образует важнейшие питательные вещества для человека и животных. Но в синтезе белков в растительных и животных организмах принимает участие не элементарный азот, а связанный, т. е. его химические соединения. [c.224]

Число примеров возможных, но пока неосуществленных каталитических реакций можно было бы увеличивать до бесконечности. То, что во многих, а может быть даже в большинстве случаев реакции, разрешенные термодинамически, в принципе поддаются реализации с помощью катализаторов, показывает биокатализ. В любой живой клетке происходят сотни и тысячи тончайших каталитических процессов, поражающих своей слаженностью и совершенством. При этом в клетке исключается использование основных методов форсирования химических реакций с помощью повышения температуры и давления или применения необычных растворителей. При комнатных и даже несколько более низких температурах в растениях совершается каталитический фотосинтез углеводородов и тесно с ним связанные термические каталитические синтезы всей остальной широчайшей гаммы веществ, требующихся для жизнедеятельности организма. Высшие растения, прекрасно ассимилирующие углерод из СО2, неспособны усваивать азот воздуха но существуют микроорганизмы (бактерии, грибки), которые осуществляют эти реакции без прямого участия энергии света. Продукты таких первичных каталитических синтезов у микроорганизмов далее также каталитическим путем превращаются в аминокислоты и азотные основания, из которых построены белки и нуклеиновые кислоты, а также различные другие азотные соединения живой клетки (алкалоиды и т. д.). Существуют бактерии, способные осуществлять каталитически весь комплекс биохимических процессов, в том числе синтез аминокислот,. [c.9]

ДНК является, очевидно, тем первичным биогенным полимером, который, возникая во вновь образовавшейся клетке, направляет синтез всех других специфических биогенных полимеров. Возникающие вслед за этим рибонуклеиновые кислоты участвуют далее в чрезвычайно сложном биохимическом процессе синтеза специфических белков, которые в свою, очередь в роли ферментов обеспечивают все последующие процессы развития и обмена, Опять-такп несмотря на то, что механизм биосинтеза и обмена белка с участием РНК не ясен во всех Деталях (хотя о нем и известно уже достаточно много), 1сам факт участия РНК в этом важнейшем нз биохимических процессов живого организма не вызывает Никаких сомнений. [c.174]

Важными компонентами цитоплазмы являются рибосомы, ферменты, рибонуклеиновые кислоты (РНК). Рибосомы представляют собой мембранные структуры 16 X 18 нм, состоящие на 40% из белка и на 60% из РНК. Они являются центрами синтеза белка. Одним из доказательств этого служит концентрация антибиотика хлорамфеннкола на рибосомах. Механизм действия хлорамфеннкола на бактерии состоит в подавлении синтеза белка в бактериальных клетках, чувствительных к этому антибиотику. Бактериальная клетка содержит около 10 000 рибосомальных частиц. Матричная и транспортная РНК участвуют в синтезе белков. Ферменты катализируют реакции синтеза и распада. При обработке лизоцимом бактериальных клеток протопласт приобретает сферическую форму и сохраняет жизнеспособность. В протопластах происходят важнейшие биохимические процессы биосинтез белка и нуклеиновых кислот, [c.26]

Крупные успехи в понимании биохимических аспектов синтеза белка были достигнуты главным образом благодаря тому, что исследователи научились воспроизводить большинство наиболее важных этапов этого процесса в бесклеточных системах использование различных методов, основанных на применении бесклеточных систем, является одной из наиболее характерных черт современной биохимии. Первая бесклеточная система, предложенная в 1952 г. Сикевицем (работавшим тогда в лаборатории Замечника в Гарвардском университете), содержала микросомную фракцию печени крыс. В последующие три года в лаборатории Замечника и одновременно в нескольких других лабораториях были сделаны важные открытия. Было показано, во-первых, что в микросомной фракции за синтез белка ответственны рибосомы во-вторых, что аминокислоты, принимающие участие в биосинтезе белка, активируются АТФ в реакции, катализируемой специфическими активирующими ферментами аминоацилсинтетазами или ацилазами), которая приводит к образованию неорганического пирофосфата, [c.519]

Третья важнейшая функция белков — структурная. Клетка не может быть уподоблена сосуду, в котором попросту перемешаны в растворе все метаболиты п ферменты, — она разделена на множество органелл, защищенных белковьши, часто лппопротеиновьши, мембранами, наделенными ферментативной активностью, препятствующими свободному проникновению растворенных веществ. Внешняя оболочка клетки также является липопротеидной мембраной с весьма селективной проницаемостью. Большинство ферментов в клетке находится внутри тех или иных органелл. Поэтому и все биохимические процессы локализованы в определенных местах. Продолговатые, довольно крупные тела (длиной около 0,5 х) — митохондрии содержат в себе ферменты окисления и окислительного фосфорилирования, т. е. катализаторы реакций, в которых запасается энергия, потребляемая клеткой. Маленькие круглые образования (диаметром 150— 200 х ) — микросомы пли рибосомы содержат в себе ферменты, необходимые для синтеза белков. В ннх главным образом локализованы процессы синтеза белка. Задача, выполняемая структурными белками клетки, с одной стороны, чисто архитектурная белки служат материалом, из кото рого строится то или иное морфологическое образование. С другой стороны, они регулируют прохождение различных веществ внутрь органелл, т. е. осуществляют так называемый активный транспорт различных веществ, идущий часто против градиента концентрации, т. е. в сторону, противополон ную диффузии. В высших организмах, в которых произошла дифференциация и специализация тканей, некоторые структурные белки присутствуют в значительных количествах, образуя специальные типы тканей. Таков, например, коллаген, фибриноген крови, склеропротеин роговицы глаза и т. п. Изучение своеобразного молекулярного строения этих белков показывает его тесную связь с выполняемой ими функцией. В этом случае мы также имеем основание говорить о функциональной активности, разыгрывающейся на молекулярном уровне. [c.5]

Вмешательство протекторов в синтез белка объясняется непосредственным их взаимодействием с ферментами или с другими структурными компонентами ядер клеток. Анализ химической связи протектора с ядерными белками показал, что только сме-шаиодисульфидные связи протектор — белок имеют максимум в период повышенной радиорезистентности. Считается, что временное образование смешанных дисульфидов (тиольный протектор — белок фермента) блокирует биохимические реакции, ответственные за процессы синтеза белка. Авторы предполагают также возможность влияния тиольных радиопротекторов на конформацию молекул белков, участвующих в синтезе белка в ядре клетки. [c.275]

Нуклеотиды этого типа, в частности гуанозинди-фосфат и гуанозинтрифосфат, участвуют в нескольких, требующих энергии, биохимических процессах, где они выступают функциональными аналогами ADP и АТР. Например, окисление а-кетоглутаровой кислоты до сукцинил-СоЛ в цикле трикарбоновых кислот сопровождается фосфорилированием GDP до GTP. GTP необходим для активации аденилатциклазы некоторыми гормонами он выполняет функции как аллостерического регулятора, так и источника энергии в процессе синтеза белка на полирибосомах. Таким образом, GTP играет важную роль в поддержании внутриклеточного энергетического баланса. [c.11]

В качестве примера различия биохимического обеспечения кратковременной и более долговременной фаз ООП можно привести результаты экспериментов Р.Мэрка. Он обучал новорожденных цыплят отличать съедобные зерна от гальки тех же размеров. Вначале цыплята предпочитали склевывать гальку, но к концу непрерывного сеанса обучения, т.е. через 40-60 скле-вываний, уже безошибочно выбирали зерна. Если перед началом обучения в мозг птенцам вводили циклогексимид, ингибирующий процесс синтеза белка, то обучение во время сеанса не нарушалось, но предотвращалось закрепление навыка, и через сутки цыплят приходилось обучать сначала. Если же точно так же интрацеребрально перед обучением цыплятам вводили ингибиторы N0- и К-зависимой АТФазы, влияющие на синаптические процессы в нейроне, выработка реакции различения зерен и гальки в день обучения полностью предотвращалась. Однако ингибиторы На- и К-зависимой АТФазы не препятствовали формированию долговременного навыка. Через 30 мин после обучения цыплята уже предпочитали корм гальке, а через 1 ч они клевали практически уже только зерна, т.е. вели себя точно так же, как контрольные животные, которым ничего не вводили. [c.379]

Азот относится к группе химических элементов, играющих исключительно важную роль в живой природе и жизни человека. Азот участвует в основных биохимических процессах. В составе белков он образует важнейшие питательные вещества для человека и животных. Но в синтезе белков в растительных и животных организмах участвует не элементарный азот, имеющий очень прочную межатомную связь (энергия диссоциации N2 940 кДж/моль), а его химические соединения, прежде всего аммиак. Из аммиака получают азотную кислоту и азотные удобрения. В условиях мирного времени подавляющее количество соединений азота расходуется на производство удобрений. Соединения азота также широко применяются в производстве промежуточных продуктов и красителей, для изготовления пластических масс (например, аминоплас-тов), химических волокон, фотографических препаратов, медика- [c.83]

Биохимический синтез белков — это сложный процесс, для которого необходимы организуюшая поверхность, белковые катализаторы, запас энергии и т. д. Уже само перечисление предъявляемых требований показывает, что осуществление химического синтеза белка — трудная задача. Следовательно, прежде чем приступать к ее решению, следует принять во внимание некоторые соображения. [c.67]

Активность различных ферментов, а также специфика происходящих в тканях биохимических процессов тесно связаны с определенными довольно узкими интервалами pH. Например, пепсин желудочного сока активен при pH = 1,5—2,0 содержащийся в слюне птиалин, ускоряющий процесс осахаривания крахмала, наиболее активен при pH = 6,7, т. е. почти в нейтральной среде. В зависимости от pH среды ферменты могут катализировать совершенно различные реакции. Так, тканевые катепсииы при реакции среды, близкой к нейтральной, катализируют синтез белка, а при кислой реакции его расщепление. При отклонении величины pH от оптимальных значений активность ферментов, как показывает опыт, сильно снижается нли даже вовсе прекращается, что в конечном итоге приводит организм к гибели. [c.205]

Подавляющее большинство генов содержит в закодированном виде информацию о синтезе белков. Белки — это биологические молекулы, участвующие практически во всех процессах, протекающих в живьгх системах. Они служат катализаторами разнообразных биохимических ре- [c.33]

В целом прорастание — это процесс, сопровождающийся сложными физиологическими и биохимическими изменениями. Начинается он с интенсивного поглощения спорой воды и набухания. На первом этапе прорастания происходит активация ферментов (и в первую очередь литических), резко возрастает дыхание, т.е. мобилизуется энергия, происходят изменения в химическом составе (из спор удаляется дипиколиновая кислота), идет активный синтез белка и РНК, но репликация ДНК начинается не сразу, а через 1 —2 ч после начала прорастания споры. Прежде всего происходят процессы репарации повреждений ДНК, произо-шедщих в период покоя споры. За время прорастания споры теряют до 7з первоначальной массы. Последующие этапы состоят [c.75]

Обязательным процессом, происходящим при клеточном делении одноклеточных организмов, является репликация ДНК. Это справедливо также практически во всех случаях клеточного деления многоклеточных организмов. Обычно процесс требует также увеличения количества РНК и белковых молекул. Все эти биополимеры могут быть синтезированы из соответствуюн их мономеров внутри клетки в соответствии с клеточными программами. Синтез белков и РНК de novo обычно необходим и для функционирования неделящихся клеток. Кроме того, в таких клетках может также происходить синтез ДНК для того, чтобы реставрировать повреждения молекул ДНК, полученные вследствие действия различных химических и физических факторов, — так называемая репарация ДНК. Все эти процессы должны быть обеспечены соответствующими мономерами. Мономеры могут быть получены как из клетки, так и из окружающей среды. Получение мономеров внутри клетки возможно двумя противоположными способами биосинтезом, начинающимся из простых химических соединений, и гидролизом биополимеров, захваченных организмом. В обоих случаях необходимый материал должен быть перенесен из окружающей среды, а соответствующие химические превращения должны совершиться внутри клетки. Таким образом, основное свойство жизни требует, чтобы в клетке непрерывно проис.кодмли определенные химические превращения. Это, как правило, должно сопровождаться, во-первых, доставкой в клетку внешних материалов и, во-вторых, удалением из клетки побочных продуктов этих превращений. Следовательно, наследственные программы, присущие живым организмам, не могут быть реализованы без помощи ряда биохимических процессов, другими словами, без метаболизма. [c.21]

Следует отметить, что открытие рибозимов вызвало серьезный iniTepe у ученых, занятых вопросами происхождения жизни. До открытия рибозимов, когда преобладала точка зрения, что катализаторами могут быть только белки, все время возникал вопрос кто же появился раньше — нуклеиновые кислоты, которые необходимы для передачи из поколения в поколение информации, или белки, которые должны катализировать различные превращения, в том числе и реакции синтеза новых мо.лекул нуклеиновых кислот, необходимых для сохранения и реализации информации С отк]зытиеы рибозимов появилась возможность спекулировать, что жизнь началась с nyiuiennoBbix кислот, которые наряду с информационной функцией могли служит], и ката.чи 5ато1)ами некоторого набора биохимических процессов. Белки могли появиться па более позд их этапах эволюции. [c.222]

Эстрогены (женские половые гормоны) — группа стероидных гормонов, вырабатываемых в основном яичниками, но также корой надпочечников, плацентой, семенниками. Основным представителем эстрогенов, обладающим наивысшей физиологической активностью, является астрадиол. Биосинтез эстрогенов в организме человека и животных происходит из холестерина (см. 40.6). Эстрогены обеспечивают и стимулируют развитие и репродуктивную функцию женских половых органов, нормальную функцию. м олоч-ных желез, развитие вторичных половых признаков, влияют на рост костей и на центральную нервную систему. Играют важную роль в регулировании основных биохимических процессов (углеводный обмен, распределение липоидов, синтез аминокислот, нуклеиновых кислот, белков и др.). [c.558]

Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

Биохимические функции. Соматотропин контролирует синтез белка, влияя на транспорт аминоюгслот из крови в мышечные ткани. Кроме того, показано влияние СТГ на процессы транскрипции и образование зрелой РНК. Действие на липидный обмен проявляется в активации липаз за счет их фосфорилирования и, как следствие, в стимуляции липолиза. Отмечено многоплановое влияние СТГ на углеводный обмен. Активация глюконеогенеза, а также ингибирование транспорта глюкозы в клетки под действием этого гормона приводят к гипергликемии и повышенному синтезу гликогена. Соматотропин регулирует процессы роста всего организма. Гипофункция гипофиза, приводящая к снижению синтеза и секреции СТГ, является причиной пропорционального уменьшения роста всех органов человека и животных. [c.148]

К микроудобрениям относятся вещества, потребляемые растениями в малых количествах (несколько килограммов на гектар). Активными элементами в них являются преимущественно В, Mg, Мп, Си, J, Со и другие редкие элементы, главное назначение которых заключается в том, что сии попьпиашт. активность ферментов, являющихся катализаторами биохимических процессов в организме растений и животных. Они, активизируют синтез углеводородов — сахара, крахмала, белков, витаминов и др., стимулируют развитие и созревание растений, повышают устойчивость их при неблагоприятных условиях (холод, засуха, вредители, болезни). Так, добавка 6—9 кг борной кислоты повышает урожай клевера на 0,5—1 ц га, овощей — на 2—5 ц га, магний входит в состав хлорофилла, содействуя, таким образом, фотосинтезу в растениях. [c.190]

Благодаря наличию микро- и макроструктур биохимические процессы обмена веществ и энергии в клетках оказываются пространственно разобщенными и строго локализованными в отдельных участках клетки каждый тип клеточных структур выполняет определенные, свойственные ей биохимические функции. Именно в этих клеточных структурах протекают биохимические реакции и процессы, которые в наибольшей степени необходимы для жизнедеятельности организмов поглощение энергии -при фотосинтезе, выделение и сохранение энергии при окислении органических веществ (новообразование молекул АТФЬ синтез белков и др. Кратко рассмотрим строение и состав внутриклеточных частиц, в которых идут основные биохимические процессы. [c.29]