Кислота нуклеиновые, значение для жизни

Общий химический состав. По современным данным, биомасса единовременно живущих на Земле организмов (а их насчитывается около 2 млн. видов) составляет 1,8х 10 —2,4х т в пересчете на сухое вещество, причем ежегодно ими продуцируется около 10 т сухого вещества. В организмах, составляющих биомассу Земли, обнаружено свыше 60 химических элементов. Среди них условно выделяют группу элементов, встречающихся в составе любого организма, независимо от видовой принадлежности и уровня организации последнего. К их числу относят С, К, Н, О, 8, Р, Ка, К, Са, М , Zn, Ре, Мп, Си, Со, Мо, В, V, I и С1< Первым шести элементам приписывают исключительную роль в биосистемах, так как из них построены важнейшие соединения, составляющие основу живой материи,— белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и др. последующие десять называют металлами жизни —они крайне важны для поддержания структуры и функциональной активности биополимеров бор и ванадий весьма существенны для растрггельных и животных объектов соответственно, а хлор образует наиболее распространенный анион. Остальные элементы, обнаруженные в биомассе, встречаются в живой природе не столь систематически, а биологическое значение их во многих случаях еще не выяснено. [c.15]

Из 90 элементов периодической системы Д. И. Менделеева, находящихся в естественных условиях на Земле, лишь восемнадцать элементов входят в состав биологических систем. Шесть элементов — углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера — играют исключительную роль в биосистемах они входят в состав белков и нуклеиновых кислот и составляют основу жизни на земле. Среди них легчайшие атомы, у которых наиболее распространенными и устойчивыми степенями окисления являются 1 (Н) 2 (О) 3 (Ы) 4 (С) 5 (Р) 6 (5) и которые отвечают наиболее стабильным электронным конфигурациям. Существенное значение для жизнедеятельности организмов имеют 12 следующих элемен- [c.561]

Питание растений — одно из тех внешних условий, которое наиболее легко поддается изменению и контролю при выращивании растений в поле. Роль условий питания и значение отдельных элементов в жизни растений определяется прежде всего тем, что питательные вещества, поступающие з растения из почвы, входят в состав вал<нейших органических соединений, имеющих большое значение в жизнедеятельности организмов. Азот в растениях быстро превращается в аминокислоты, которые служат исходными соединениями для биосинтеза белковых веществ, нуклеиновых кислот, алкалоидов и других соединен. ш. Азот входит также в хлорофилл, вита.мины, гормоны и т. д. Фосфор участвует в построении молекул нуклеиновых кислот, [c.8]

На понижении растворимости и переходе от полного смешения к ограниченной растворимости основаны также многочисленные случаи коацервации (Бунгенберг-де-Ионг). Так, например, коацерваты с расслоением в капельножидкой форме или в виде двух слоев могут быть получены из водных растворов желатины добавлением спирта или сернокислого натрия, из спиртовых растворов проламинов при разбавлении их водой, из положительно заряженных молекул желатины (при pH 1,2—4,8) и отрицательно заряженных частиц гуммиарабика или крахмалофосфорной кислоты, из растворов двух белков с сильно различными положениями изоточек, из растворов белка и нуклеиновых кислот и др. Во всех этих случаях коацерваты возникают в условиях перехода к взаимно ограниченной растворимости компонентов раствора. Степень расслоения полимеров при коацервации очень велика, например, при получении коацервата из 1%-ного раствора желатины до 93% ее количества входит в состав коацерватного слоя, а при более низких концентрациях — относительно еще больше поэтому оба слоя при коацервации резко различаются по содержанию коллоидных веществ. Физико-химические свойства коацерватов в ряде отношений напоминают соответствующие свойства протоплазмы, что привлекает к ним внимание биологов согласно Опарину, коацервация имела большое значение для пространственного отделения и организации коллоидных веществ в истории возникновения жизни на Земле. [c.187]

Современный уровень развития биотехнологии обусловлен общим прогрессом науки и техники, особенно — в течение последних 50 лет Достаточно отметить лишь такие события, как установление структуры и функций нуклеиновых кислот, обнаружение ферментов рестрикции ДНК и выявление их значения в жизни клеток с последующим использованием в генно-инженерных работах, создание гибридом и получение моноклональных антител, внедрение ЭВМ и компьютерной техники в биотехнологические процессы и т д [c.9]

Несмотря на то что нуклеиновые кислоты были открыты еще в 1865 г. и долгое время привлекали внимание многих исследователей, их роль в жизни клетки оставалась совершенно неясной. На их фундаментальное значение в процессах жизни указывало, во-первых, их присутствие в составе пе только растительных п животных клеток, но и бактерий и вирусов и, во-вторых, их локализация в клетках, изученная гистохимическими методами. Однако сущность их роли оставалась загадкой до тех пор, пока не обнаружили, что вещество, ответственное за трансформацию пневмококков, является полинуклеотидом [1, 3, 10, 13, 14]. [c.299]

При отборе материала для четвертого издания учебника учитывалось, как и ранее, значение определенных разделов биохимии для формирования отчетливых представлений по общей биохимии, а также то, что развитие самой биохимии в отдельных ее частях идет неравномерно за последнее время произошли огромные сдвиги в изучении строения и обмена некоторых групп органических соединений. Поэтому в книге уделено много внимания строению белков, нуклеиновых кислот и ферментов, рассмотрены особенности белковых тел как носителей жизни, обращено внимание на принцип комплементарности в строении нуклеиновых кислот и его значение в матричном биосинтезе природных полимеров, изложены современные представления о биологическом окислений, регуляции обмена веществ и взаимосвязи обмена соединений различных классов. Там, где это уместно, освещены вопросы использования достижений биохимии в развитии новых направлений в биологических науках (химическая систематика, молекулярные основы наследственности, изменчивости и эволюции и др.), медицине (наследственные болезни, биохимическая диагностика, стратегия химиотерапии, взаимодействие вирусов и клеток и т. п.), сельском хозяйстве (биохимическая паспортизация генетического фонда, экологическая биохимия, клеточная инженерия и др.) и промышленном производстве (инженерная энзимология, техническая биохимия, фармацевтическая химия, микробиологический синтез и т. п.). [c.3]

Белки (аминокислотные полимеры) и нуклеиновые кислоты (нуклеотидные полимеры) — это основа жизни. Ферменты — это белки, катализирующие химические реакции, необходимые для процессов жизнедеятельности, тогда как нуклеиновые кислоты служат банком данных — хранилищем генетической информации, сосредоточенной в клеточном ядре. В заключение этой главы мы кратко рассмотрим происхождение этих биополимеров. С этой целью сформулируем некоторые фундаментальные вопросы, на которых следует ниже остановиться. С чего начались химические процессы, необходимые для поддержания жизни, или, другими словами, каким образом происходило образование пептидных связей в пребиотическпй период Как появились макромолекулы, имеющие важное биологическое значение Чем вызвана асимметрия и хиральность органическ гх молекул На некоторые из этих вопросов хотя бы частично сумели ответить химики, пытавшиеся воспроизвести условия, которые существовали в примитивной атмосфере Земли того времени. [c.181]

Главное место в книге занимают белки и нуклеиновые кислоты, и это закономерно- Не только потому, что они наиболее универсальны среди других молекул жизни , но и потому, что с их познанием связаны подлинно революционные прорывы в биологической иауке XX в. Шире, чем первоначально планировалось, представлены углеводы, поскольку их значение неуклонно растет и в будущем, по всей вероятности, станет решающим- Липиды и мембраны также выдвинуты на передовые позиции, и эта их новая роль сейчас общепризнанна — ив биоэнергетике, и в регуляции, и в развитии— В изложении главы по низкомолекулярным биорегуляторам, как природным, так и синтетическим, пришлось быть особенно лаконичным, ибо одни лишь пенициллины легко могли бы дать содержательнейший материал для целого учебника или монографии. Но в целом этот раздел отражает непреходящее значение традиционной химии природных соединений, давшей импульс развитию биоорганической химии наших дней- [c.6]

Однако еще до появления жизни на Земле должен был происходить процесс саморепликации. Каким образом Разумно предположить, что фундаментальное значение для репликации нуклеиновых кислот и эволюции генетического кода имели специфические иуклео-нуклеиновые и пуклео-белковые взаимодействия [48]. Подобные процессы узнавания зависят от последовательности оснований и аминокислот. Согласно Мак-Элрою [49], такие взаимодействия, вероятно, играли ключевую роль при образовании белково-нуклеиновых комплексов и имели фундаментальное значение на ранних стадиях эволюции макромолекул. [c.185]

Проблема биосинтеза белка, в которой решающее значение имеют нуклеиновые кислоты, имеет не только познавательное значение, поскольку белок — основной субстрат жизни, но и колоссальную практическую значимость, в частности для медицины. Ведь ряд патологических состояний организма и характеризуется как раз нарушением процессов биосинтеза белка, что сказывается не только в изменении количественной стороны процесса, но порой и в искажении молекулярной структуры белка. Многие ученые считают, что воз-никновешге злокачественного роста связано с нарушением регуляции процесса биосинтеза белка. Познание этого важнейшего жизненного явления даст медикам весьма совершенные способы нормализации биосинтеза белка, а следовательно, п рациональные методы лечения многих заболеваний. В основе иммунитета лежит биосинтез белка, так как одна из важнейших сторон этого явления — образование специфических антител, которые являются белками. Насколько можно было бы повысить эффективность различных иммунизирующих средств, если овладеть по-настоящему процессом синтеза белка и умело им управлять [c.96]

Для жизнедеятельности любого организма, разумеется, кроме белка, необходимы и другие соединения вода, минеральные соли, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, жироподобные вещества и витамины. Однако решающую роль во всех процессах и явлениях жизни играют белки и их производные, вследствие чего их надо считать главными носителями жизни. Это и дало Ф. Энгельсу основание еще в то время, когда данных о химическом строении и значении белков в физиологических функциях было очень мало, сформулировать гениальное положение Ж и з н ь—э то способ существования белковых тел . [c.7]

Любое проявление жизни непременно связано с участием и превращениями белков, значение которых в этом смысле исключительно велико (гл. XII). Однако открытия, сделанные в 40—50-х годах нашего столетия, показали, что не только белки регулируют важнейшие функции организмов. Оказалось, что, например, в специфическом синтезе самих белков и в передаче наследственных признаков, а также в таких проявлениях жизни, как память, сокращение мышц и многих других, первостепенная роль принадлежит не белкам, а нуклеиновым кислотам. ( [c.473]

Одной из важнейших областей применения химической кинетики является изучение кинетических закономерностей образования и разрушения полимеров. Это связано в первую очередь с тем исключительным значением, которое приобретают полимеры в практической жизни. Кроме того, в связи с проникновением физической химии в биологию становится весьма важным изучение кинетики процессов образования и разрушения биологических полимеров — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, поскольку эти процессы являются одними из основных химических превращений в клетках. [c.339]

При физиологических условиях флуоресценция аде-нина, гуанина, цитозина, тимина, а также ДНК имеет крайне низкие квантовые выходы (около 10 ) и время жизни (т 10-12 с) (табл. 11). Выраженная люминесценция нуклеиновых кислот и оснований наблюдается только при экстремальных значениях pH, а также при низких температурах. [c.223]

Особая роль в живой природе принадлежит нуклеиновым кислотам. Пуриновые и пиримидиновые основания — незаменимые компоненты нуклеиновых кислот и некоторых коферментов. В свою очередь, пурины можно получить из замещенных 4 (5)-аминоимидазолов и пи-римидинов или более простых компонентов. Для изучения химической эволюции и развития жизни на Земле большое значение имеет выяснение вопросов абиогенного происхождения пуринов. Одним из альтернативных путей происхождения пуринов является полимеризация циановодорода, имеющего, по-видимому, уникальное и в то же время универсальное значение в образовании аминокислот, порфиринов, пуринов, которое доказано экспериментально в условиях, имитирующих добиологический период существования Земли [250, 334]. Кальвин, Поннамперум и другие исследователи синтезировали 4-аминоимидазол-5-карбоксамид и пурины при р-облучении обогащенной водородом атмосферы, содержащей метан, аммиак, водород и пары воды. Аналогичные опыты поставлены в условиях ионизирующей радиации, однако выход пуринов оказался ничтожным (до 0,01 %). [c.44]

Значение органической химии чрезвычайно велико. Оно обусловлено той исключительной ролью, какую играют в жизни человека органические вещества. Белки, углеводы и жиры, нуклеиновые кислоты, витамины и гормоны являются основой нормальной жизнедеятельности всех живых существ, без них невозможна была бы жизнь. Такие 10лезные ископаемые, как каменный уголь и нефть, без которых немыслимо современное производство, состоят из органическйх соединений. Повседневно используемые в [c.5]

Водород — составная часть воды, своеобразной жизненной среды с молекулами, составленными из двух кайносимметриков, а потому особо устойчивыми термодинамически воды, имеюш,ей в своих молекулах значительный дипольный момент, содействующий образованию межмолекулярных связей, которым способствует и сетка водородных связей, устанавливающихся в тетраэдрически (симметрия р ) структурированной жидкой воде, а также имеющих большое значение для структурирования белков и нуклеиновых кислот. Особенно важными свойствами, порождающими электролитическую диссоциацию и многие другие важные для жизни явления, обладает вода в узком интервале температур от 0° С до примерно 60—100° С, т. е. в области, удобной для эволюции жизни с сохранением наследственности и тонкой психической информации (память). В условиях получения землей солнечной энергии и охлаждения земной поверхности путем излучения инфракрасных квант в мировое пространство вода легко конденсируется, образуя океан, чему помогает межмолекулярное притяжение дипольных молекул НаО друг к другу. [c.356]

Во всем этом деле обращает на себя внимание одна очень интересная сторона. Полученные нами до настоящего времени сведения говорят о том, что везде, где имеется жизнь, носителем ее оказывается нуклеопротеид. Это вещество состоит из белка и нуклеиновой кислоты, которой больше всего имеется в ядрах клеток. Мы можем, таким образом, предположить, что белок и нуклеиновая кислота являются непременным атрибутом жизни. Молекула нуклеиновой кислоты состоит из многих мелких единиц, которые в химическ01м отношении близки к АТФ. Они соединяются в гигантские молекулы, имеющие форму длинных нитей или цепочек. К сожалению, мы не умеем обращаться с такими большими молекулами, и потому они мало могут нам рассказать о природе и значении нуклеоиротеидов. [c.230]

Наиболее подходящим объектом для изучения генетических свойств ДНК считаются бактерии (кишечная палочка Е. oli) и бактериальные вирусы, или бактериофаги (бактериофаг Т2), что в первую очередь обусловлено их быстрым воспроизведением. Так, от одной бактериальной клейки в течение сравнительно короткою времени можно получить колонию, содержащую 10 — 10 дочерних клеток. Безусловно, имеет значение также простота биологической организации бактерий и вирусов, причем строение вирусов несравнимо более примитивно. Вирусы не являются клетками, так как не имеют ядра и протоплазмы и в сущности представляют собой молекулярные комплексы белка и нуклеиновых кислот. При этом фаги содержат ДНК, в то время как другие вирусы — РНК (например, вирус табачной мозаики) В отличие от бактерий и более сложных организмов вирусы не способны к жизни вне клетки размножаясь только внутри клеток, они являются их паразитами. [c.473]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология