Общее представление о биологических функциях

Ранее уже указывалось, что ферменты — это белки, выполняющие роль катализаторов в биологических реакциях. Необходимость таких катализаторов станет очевидной, если вспомнить, что температура тела равна 37°С, а многие органические реакции протекают только при более высоких температурах. Интересно было бы понять, каким образом ферменты осуществляют свои каталитические функции. Установление точного механизма действия ферментов составляет фундаментальную проблему биоорганической химии. Большая часть превращений происходит на поверхности белкового катализатора на участке, обозначаемом как активный центр, где химические превращения следуют основным закономерностям органической и физической химии. При этом одновременно действуют несколько факторов, которые следует ограничить и исследовать отдельно с помощью специальных моделей. Однако, чтобы оценить каталитическое превращение реагента (субстрата) в продукт реакции, необходимо общее представление о таком явлении, как катализ. Субстратом обычно называют химическое вещество, превращение которого катализирует фермент. [c.189]

Гормоны, секретируемые эндокринными железами, играют важнейшую роль для стимуляции действия этих желез кроме того, они стимулируют рост и развитие, а также функциональную активность некоторых тканей. В табл. 23.4.2 представлены некоторые полностью охарактеризованные пептидные гормоны, железы, их продуцирующие, а также кратко указана физиологическая функция. Этот перечень не претендует на полноту, но он дает общее представление и поясняет довольно путанную номенклатуру, возникшую в этой области. Для более детального ознакомления с эндокринологией, вопросами взаимоотношения структура — биологическая активность, а также с биохимией рекомендуем обзоры [9—11]. [c.288]

Главная цель учебника-дать общие представления о фундаментальных достижениях биологической химии в изучении химических основ жизни. Поскольку в формировании физиолого-биохимического мышления будущего врача большую роль играет знание строения (структуры) и роли химических компонентов в осуществлении физиологических функций, пер- [c.9]

ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О БИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЯХ [c.26]

Бурное развитие наших знаний, происшедшее за последние годы в области изучения нуклеиновых кислот, особенно в связи с проблемой процессов биосинтеза и кодирования, а также в связи с развитием представления о РНК-посреднике, привело к необходимости полностью переработать почти половину книги остальная часть подверглась существенной обработке, а устаревший материал и вовсе был исключен. Таким образом, настоящее, пятое, издание сильно отличается от четвертого и имеет весьма мало общего с первым изданием. Однако заглавие сохранилось без изменения. В последнее время стало модным употреблять термин молекулярная биология для обозначения биохимического направления в изучении таких макромолекул, как нуклеиновые кислоты и белки. Однако мы оставили в заглавии термин биохимия , который и означает изучение на молекулярном и атомном уровнях организации и функции биологических систем . [c.7]

Обычно биологическая реакция организма (животного, насекомого, растения, гриба и т. п.), подвергшегося воздействию яда, вызывается лишь малой частью общей дозы, применяемой в практике. Это малое количество яда первично блокирует какую-то жизненно важную функцию организма, после чего развиваются вторичные признаки отравления, могущие привести к гибели всего организма. Эти соображения вызвали к жизни понятие место действия (мишень, рецептор). В соответствии с современными представлениями о механизме действия ядов это место можно представить как специфическую ткань или орган, определенный тип клеток или внутриклеточной структуры, а в конечном счете как молекулярный рецептор, например специфический участок фермента или реакции. Токсичность вещества будет зависеть от того, как скоро и в каком количестве яд проникнет к этому месту действия и вступит с ним в реакцию. Поэтому любой фактор, влияющий на процессы проникновения вещества к месту действия и взаимодействия его с рецептором, вызывает изменение токсичности. [c.26]

Ранее предполагалось, что свойства биологических мембран во многом определяются структурой именно липидного бислоя, так что общая замкнутая фаница живой клетки подобна мыльному пузырю. За последние 20 лет в результате детального исследования строения и подвижности компонентов, входящих в состав биологических мембран, произошли существенные изменения в представлениях о структуре и функциях клеточной мембраны. Функциональное значение липидного бислоя оказалось значительно шире, чем значение гидрофобной перегородки между внутренним пространством клетки и внешней средой. [c.110]

Вообще понятия сложная система и большая система несколько условны с точки зрения определения их границ и параметров. В широком смысле под системой можно понимать совокупность элементов, находящихся во взаимодействии. Это, видимо, в известной мере справедливо но отношению к системам любой п]эироды (механической, биологической, социально-экономической). Под сложной системой производственно-хозяйственного характера (предприятие, объединение, министерство) будем подразумевать систему, в которой в силу свойств и специфики задач, возникающих ири ее исследовании, необходимо принимать во внимание большое количество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, обеспечивающих выполнение системой некоторой достаточно сложгюй функции Исходя из вышеприведенного определения, даже самое общее представление о предприятиях химической и нефтехимической промышленности позволяет делать заключение об отнесении их к классу сложных систем производственно-хозяйственного характера. Это является следствием большой сложности структурных, организационных, технико-технологических, экономических, правовых элементов предприятия. [c.380]

Книга Ф. Гауровитца Химия и биология белков , перевод которой предлагается вниманию читателя, значительно отличается от ряда других монографий и обзоров, вышедших за последние годы за рубежом и посвященных той же проблеме. Основное отличие этой книги заключается в том, что автор не просто излагает современные данные о структуре белков, их физико-химических свойствах, биологической специфичности и т. д., но делает также попытку сопоставить эти разнохарактерные данные и дать общее представление как о механизме образования белков, так и о природе функций белков, обладающих той или иной биологической активностью (ферментной, гормональной и пр.). Он строит это представление на основе определенной концепции о структуре белков и о природе связей, определяющих различные их свойства. [c.3]

Состав липидов бактерий представлен прежде всего сложными липидами — фосфо- и гликолипидами. Нейтральные липиды составляют очень небольшую часть общего количества липидов. Фосфатидилинозиты являются основными фосфатидными компонентами сложных гликолипидов микобактерий и коринебактерий. Биологические функции их неизвестны. Фосфати-днлхолины (лецитины) у большинства видов бактерий не обнаружены. Фосфатидилэтаноламииы (кефалины) являются основными фосфатидными компонентами грамотрицательных бактерий, выполняют структурную функцию. Фосфатидилсерин — предшественник фосфатидилэтаноламина — является липидным компонентом мембраны АТФ-й системы в клетках. [c.331]

Историю биохимии (и органической химии) принято отсчитывать с конца XVIII в., когда впервые были выделены из организмов в чистом виде некоторые соединения — мочевина, лимонная кислота, яблочная кислота и др. В то время еще не было представлений о строении этих веществ. Длительный период развития биохимии, вплоть до середины XX в., заполнен открытием все новых веществ в живой природе, исследованием их структуры и химических превращений в организмах. Важнейшими достижениями этого периода явилось установление общего плана строения главных биополимеров — белков и нуклеиновых кислот, и раскрытие основных путей химических превращений веществ в организмах (метаболизм). В этот же период произошла дальнейшая дифференциация биохимии в ней стали выделять статическую биохимию, изучающую химический состав организмов динамическую биохимию, изучающую метаболизм функциональную биохимию, изучающую связь химических процессов с физиологическими (биологическими) функциями. [c.12]

Многие вирусы имеют геном в виде (—)нитн РНК. У некоторых таких вирусов геном представлен единой непрерывной молекулой, а у других он сегментирован, т. е. состоит из нескольких молекул. Общим свойством вирусов с (—)РНК-геномом является то, что в состав их вирусных частиц входит РНК-полимераза, способная копировать РНК-матрицу. Биологический смысл такой организации понятен. Поскольку, по определению, (—)РНК не может выполнять функции мРНК, для образования своих мРНК вирус должен внести в клетку не только геном, но и фермент, умеющий снимать с этого генома комплементарные копии. Другое общее свойство этих вирусов заключается в том, что матрицей для репликации / транскрипции является не свободная РНК, а вирусный рибонуклеопротеид (РНП) — молекула РНК, равномерно покрытая вирус-специфическим белком. [c.323]

Интенсивное изучение биологических катализаторов дало возможность составить целостное представление об этих, по сути, наиболее важньгх структурах живой материй. В частности, было установлено, что все ферменты являются макромолекулами белковой природы. (Каталитическая активность специфичных полинуклеотидов, принимающих участие в сплайсинге РНК, является исключением, подтверждающим общее правило.) Первостепенное значение для функций ферментов имеет первичная структура, определяющая тип катализируемых реакций. Гидролиз пептидных связей трипсином или пепсином необратимо инактивирует ферменты. Для проявления каталитического действия большое значение имеет также нативность высших белковых структур (гл. 3). Обратимая денатурация является фактором подавления или восстановления ферментативной активности. Физико-химические свойства ферментов соответствуют таковым для белков, причем заряд играет существенное значение для каталитического акта. Молекулярные массы ферментов лежат в пределах от 10 до 1000 kDa и более, т. е. в большинстве случаев фермент по размерам гораздо больше, чем субстрат. [c.61]

Во второй статье Введенский перечисляет основные свойства живых существ —их приспособляемость к изменяющимся условиям, изменчивость, целесообразность, наследственность и другие, которые нельзя объяснить, исходя лишь из законов физики и химии. Физиологу, когда он экспериментирует над отдельными клетками, тканями или органами следует всегда помнить, что он имеет дело с живыми единицами, поставленными в своей деятельности в условия, общие для всех живых организмов , он должен осветить свои соображения общими биологическими указаниями 1 . Одной из существенных задач физиологии Вве- денский считал выяснение явлений приспособляемости живых организмов, для которой механическое воззрение на жизнь не дает, конечно, решительно никакой руководящей идеи Для правильного понимания и объяснения явлений приспособляемости к изменившимся условиям необходимо собоать более обширный сравнительно-физиологический материал и изучить разносторонее действие раздражителей на живые образования Только сравнительно-физиологическое изучение органа и его функций может внести ясность в понимание вопроса о степени функционального совершенства и целесообразности физиологического аппарата. Введенский высказывает мысль, что специфическая деятельность тканей и органов, формирующаяся под влиянием раздражений, проявляется лишь после того, как их морфологическая дифференцировка будет в основном завершена. Как справедливо отмечал Введенский, сравнительными исследованиями физиологи в то время занимались очень мало. Физиология долгое время была оторвана в своем развитии от других биологических наук. До середины XIX в., т. е. до обособления в самостоятельную науку физиология, будучи тесно связанной с анатомией и медициной, преследовала лишь практические цели. Опыты на животных ставились только в силу необходимости иметь модели, с которых с известным основанием можно было бы переносить выводы на человека. К моменту выхода в свет Происхождения видов Дарвина, развитие физиологии продолжалось по-прежнему в отрыве ог общебиологических проблем. Причиной этого Введенский считал господство в физиологии механических представлений. [c.201]

Тот же общий подход, основанный на концепции силы анионного поля, был использован Эйзенманом для объяснения сродства различных стеклянных электродов к катионам и распространен затем на ряд химических и биологических систем, включая ионообменные смолы, образование ионных пар и взаимодействие с мембранами [39]. Относительную шкалу энергий взаимодействия различных катионов с анионами переменной силы поля можно построить для галогенных солей эмпирически, сравнивая свободные энергии гидратации со свободными энергиями образования кристаллических галогенидов щелочных металлов. Получающиеся при этом результаты совпадают с зависимостями, представленными на рис. 7, и показывают, что для больших анионов, таких, как иодид, сила взаимодействия уменьшается в ряду Сз" >ВЬ+ >К >Ма в то время как для анионов небольшого размера, таких, как фторид, соответствующий ряд имеет вид >-Na >КЬ+ >Сз . При промежуточных значениях силы поля получают промежуточные ряды, которые согласуются с наблюдаемыми последовательностями специфичност1т стеклянных электродов. Аналогичные сопоставления, основанные на энергиях галогенидов щелочных металлов в виде двухатомного газа, их коэффициентах активности в концентрированном водном растворе и на вычисленных энергиях электростатического взаимодействия как функции ионных радиусов, приводят по существу к тем же результатам. Основность, т. е. энергия взаимодействия с протоном, может рассматриваться как особый случай ионного взаимодействия и лиганды, обладающие высокой основностью, такие, как 0]г1 , также имеют большую силу анионного поля и предпочтительно взаимодействуют с другими небольшими катионами, такими, как и Ка . [c.287]

Представление о гормонах и общих механизмах их действия. Эндокринология изучает структуру и функции эндокринных желез, продукты их секреции и другие соединения, выполняющие функции химических посредников, а также последствия избыточного или недостаточного образования гормонов. Гормоны — это биологически активные вещества, которые выделяются эндбкринными клетками в кровь или лимфу и регулируют в клетках-мищенях биохимические и физиологические процессы. Эндокринная система функционирует в тесной взаимосвязи с нервной системой как нейроэндокринная. Условно в нейроэндокринной системе можно выделить четыре уровня [c.375]

Нервная система представляет собой уникальную биологическую структуру, главные функции которой состоят в прямом или косвенном управлении важнейшими внешними функциями организма, а также в регуляторной и интегрируюи ей роли по отношению к процессам, протекающим внутри целостного организма человека или животного. Естественно, нейрохимия — самая сложная из областей современной биохимии Перед тем как приступить к изучению ее по разделам, полезно иметь представления о наиболее общих особенностях нервной системы, причем не только биохимических, но и некоторых морфологических и функциональных. [c.5]

Т- и В-системы иммунитета, представленные в организме человека и животных, выполняют одну общую функцию — элиминацию чужеродных в антигенном отношении биологических структур, но реагируют главным образом на разные по своей природе антигены. Так, функция Т-системы направлена в основном на уничтожение клеточного антигенного материала (чужеродных трансплантатов, раковых и вирустрансформированных клеток). В то же время В-система реализует свою aKTHBHo tb по отношению к бактериальным антигенам. Понятно, что подобная функциональная фадация систем в связи с характером антигенного материала не имеет абсолютного значения. Ни одна из систем не работает полностью автономно, подтверждая тем самым известное суждение о том, что в биологии принцип все или ничего не имеет места. Так, например, основными эффекторами трансплантаци- [c.265]

Как показывают приведенные данные, развитие молекулярной генетики соматических клеток в последние годы сопровождается тенденцией использования комплексного подхода при решении важнейших проблем фундаментальной и прикладной науки. Это наглядно можно продемонстрировать на примере работ, посвященных анализу функций генов путем их целенаправленного изменения (нокаутирования) (Тарантул, 1996 Свердлов, 1996). На первом этапе эксперименты проводятся на клеточном уровне методами генетики соматических клеток и молекулярной биологии с последующим переходом к исследованиям эмбрионального развития и функционирования организма в целом. Для этого необходим комплексный анализ с использованием методов эмбриологии, гистологии, цитогенетики и других биологических дисциплин. Недавние достижения в исследованиях опухолевых генов и генов-супрессоров злокачественного перерождения клеток, механизмов контроля клеточного деления и теломерной биологии дают лишь общее, далеко не полное представление о механизмах клеточного старения и гибели, иммортализации и злокачественной трансформации. Выяснение вклада каждого из имеющихся представлений и причинно-следственных связей между ними продолжает оставаться актуальной проблемой. [c.282]