Живые клетки

На рис. 21-21 показано строение молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), играющего ключевую роль в биохимическом процессе запасания энергии. Эта молекула построена из аденина (см. рис. 21-3), рибозы (моносахарид с пятью атомами углерода) и трех связанных в цепочку фосфатных групп. Концевая фосфатная группа в АТФ может гидролизоваться, или отщепляться, с присоединением к продуктам ионов ОН и Н от воды, в результате чего образуются ортофосфорная кислота и аденозиндифосфат (АДФ). Далее АДФ может снова разлагаться с образованием еще одной фосфатной группы и аденозинмонофосфата (АМФ). Наконец, отщепление последней фосфатной группы приводит к образованию аденозина. При отщеплении каждой из первых двух фосфатных групп высвобождается свободная энергия 30,5 кДж моль а при отщеплении третьей-только 8 кДж моль" Именно АТФ, а точнее его первая фосфатная связь (крайняя слева на рисунке) является главным местом запасания энергии в любой живой клетке. Каждый раз, когда молекула глюкозы биохимиче- [c.327]

Исключительно важную роль играют процессы комплексообра-зования в биологических системах. Образование комплексов реа-1 ирующих веществ с биологическими катализаторами — ферментами — является необходимой стадией огромного большинства химических реакций, протекающих в живых клетках. [c.35]

Восстановленная метиленовая синь уже способна непосредственно вступать во взаимодействие с кислородом воздуха. При этом отнятый от ее молекулы водород соединяется с кислородом, образуя воду. Как видим, присоединение кислорода к углеводам осуществляется через промежуточную окислительно-восстановительную систему метиленовая синь — лейкометиленовая синь. Подобные процессы, только значительно более сложные, протекают в живой клетке, осуществляя так называемое внутреннее дыхание тканей. [c.143]

Объяснение. Осмос имеет большое значение в процессах жизнедеятельности животных и растений. Он, как известно, обусловливает поднятие воды по стеблю растений, рост клетки и многие другие явления. Осмотическое давление, возникаюш,ее в клетках, сооб-ш,ает им своеобразную упругость и эластичность, а также способствует сохранению определенной формы органами растений и т. д. Каждая живая клетка имеет оболочку либо поверхностный слой протоплазмы, которые обладают свойством полупроницаемости. Так как клеточный сок — это раствор той или иной концентрации, то при погружении клеток во внешний раствор может оказаться, что [c.53]

Рис. 18.8. Схематическая диаграмма некоторых превращений свободной энергии в процессе метаболизма живой клетки. Окисление глюкозы с образованием СО и Н2О приводит к выделению свободной энергии. Выделившаяся свободная энергия идет на превращение АДФ в более энергоемкое вещество АТФ. Молекулы АТФ затем используются по мере необходимости как источник энергии для превращения простых молекул в более сложные составные части живой клетки. Когда молекула АТФ выделяет свободную энергию, она превращается в молекулу АДФ.

Белки-это макромолекулярные соединения, имеющиеся во всех живых клетках. Они служат важнейшим строительным материалом в тканях животных, являются главной составной частью кожи, хрящей, ногтей и мышц. К белкам относятся и ферменты-катализаторы биохимических реакций, протекающих во всех живых организмах. Белки осуществляют перенос жизненно важных веществ в организме. Например, гемоглобин, который переносит О2 от легких к клеткам, представляет собой белок. Антитела, выполняющие в организме защитную функцию (защищают от вредных веществ), тоже состоят из белков. [c.444]

Окисление сахара в организме происходит в результате сложной реакции, состоящей более чем из двух дюжин биохимически катализируемых стадий. Катализатор каждой такой стадии называется ферментом. Ферменты образуются в живых клетках и по своей природе являются белками. Молекулярная масса ферментов колеблется от сравнительно небольших значений порядка 10000 до величин порядка [c.450]

Основанный на представлении о жизненной силе принцип разделения химических соединений на неорганические и органические должен был бы мгновенно рухнуть, если бы в лаборатории при помощи неорганических сил было синтетически получено вещество, образующееся также и в живой клетке. Это удалось сделать Велеру, который в 1824 г. получил из дициана щавелевую кислоту, а в 1828 г, из циановокислого аммония — мочевину последний синтез имел особенно большое значение для дальнейшего развития органической химии. Однако гипотеза [c.2]

Более сложным является проведение так называемой таксономической индикации, т. е. определение геологического возраста исходных биологических молекул. Вопрос этот значительно более сложен, чем генетическая типизация нефтей, однако он весьма интересен, так как связан с особенностями распространения различных органических соединений в живых организмах и современной эпохи, и далекого прошлого. Этими проблемами широко занимается, в частности, такая научная дисциплина, как органическая геохимия. Трудности, здесь возникают по ряду обстоятельств. Прежде всего, тип органических молекул, получаемых при фотосинтезе, постоянен, однако некоторая эволюция (в молекулярном аспекте) все же наблюдается [36, 37]. О стабильности процесса фотосинтеза свидетельствует хотя бы тот факт, что за миллиарды лет его существования живая клетка синтезирует все тот же один из 8 энантиомеров фитола и один из 256 энантиомеров холестерина ( ). [c.256]

Азот принадлежит к числу достаточно распространенных химических элементов, но его содержание в различных сферах Земли колеблется в широких пределах. Так, если кларк азота (% мае.) для планеты в целом составляет 0,01, для земной коры равен 0,04, то для атмосферы он составляет 75,5. Формы существования азота в земной коре весьма разнообразны. Он входит в состав различных минералов, содержится в каменном угле, нефти и других видах ископаемого топлива. Важнейшее значение имеет азот для жизни на Земле, являясь одним из элементов, входящих в состав белковых структур, без которых невозможно существование живой клетки. На рис. 14.1 представлены формы существования азота на земле и содержание элемента в них. [c.183]

Высокомолекулярные соединения подразделяют на природные и синтетические. К важнейшим природным полимерам относятся белки и полисахариды. Белки являются основой всего живого, они составляют существенную часть живой клетки и обеспечивают ее жизнедеятельность. Белки входят в состав кожи, мышц, сухожилий, нервов и крови, а также ферментов и гормонов, содержатся. во многих растительных и животных продуктах молоке, яйцах, зернах пшеницы, бобах и др. К белкам относятся широко применяемые в технике желатина, козеии, яичный альбумин. Из нерастворимых белков наиболее известны шерсть и шелк, отличающиеся волокнистым строением. [c.307]

Высокая химическая специфичность. В отличие от химических катализаторов ферменты обладают значительно большей специфичностью каждый и.я них действует лишь на строго определенную реакцию или группу реакций, протекающих в организме. Предполагается, что в организме человека одновременно функционирует около 1000 различных ферментов. При этом они образуют сложные ферментативные системы, которые обеспечивают в живой клетке протекание целого ряда строго последовательных и согласованных между собой реакций. Если бы ферменты не обладали столь высокой специфичностью, это привело бы к быстрому распаду всех веществ в клетках и к гибели всего организма. [c.167]

Упорядоченность молекул воды в гидратных оболочках, ее уплотненность обусловливают еще одно замечательное свойство связанной воды при охлаждении растворов ВМС она не замерзает, тогда как свободная вода замерзает. Протоплазма животных и растительных организмов представляет собой сложнейшую систему, состоящую из высокомолекулярных соединений, поэтому вполне понятно то огромное значение, которое играет свободная и связанная вода в живой клетке. [c.334]

Протоплазма живой клетки обладает еще одним важным свойством, которое сближает ее с коллоидными растворами,— тиксотропностью. Тиксотропные свойства протоплазмы были обнаружены при исследовании разного рода течений протоплазмы, определением вязкости, а также прямыми опытами с помощью микро-манипуляций. Исследования показали, что протоплазма стоит на грани между растворимостью и нерастворимостью в воде. В результате этого даже малейшего [c.401]

В петлях цитоскелета находятся разнообразные глобулярные белки, молекулы которых при развертывании сами могут превращаться в скелетные образования. Внутри цитоскелета находятся и другие органические и неорганические вещества, а также вода. Протоплазма живой клетки представляет собой полифазную коллоидную систему, состоящую из высокомолекулярных соединений, диспергированных в водной среде. [c.402]

Составные части живой клетки [c.191]

Обмен веществ. Обменом веществ называются биохимические процессы, приводящие к обновлению состава живой клетки. Для их осуществления необходимую энергию клетка получает при биохимических превращениях химических веществ с высокой потенциальной энергией. [c.256]

Ферменты — это катализаторы, синтезируемые живой клеткой. Они, как и любые катализаторы, снижают энергию активации системы путем образования неустойчивых промежуточных соединений с субстратом. [c.257]

Лигазы — ферменты, ускоряющие процессы синтеза белков, нуклеиновых и жирных кислот и других органических соединений, образующихся в живой клетке. [c.259]

Характерной особенностью патогенных вирусов является их способность расти и размножаться внутри живых клеток соответствующего организма. Вне живых клеток вирусы не проявляют своих жизненных свойств. Как правило, вирусы не растут на искусственных питательных средах. Следовательно, они не имеют своей ферментативной системы, а используют ферменты живой клетки животных и растительных организмов. [c.267]

Сообщество микроорганизмов, когда один вид живет за счет другого, называется паразитизмом. Примером такого сообщества могут служить туберкулезные палочки в тканях животного, яйца гельминтов в кишечнике человека и животных. Паразитируют также вирусы на живых клетках растительного и животного организма. [c.296]

Однако в настоящее время в связи с широким использованием органических реактивов для анализа неорганических соединений, раззнтня научно-исследовательских работ в области химии живой клетки, полимеров, органического синтеза и других целей резко уве 1ичилось число органических реактивов и препаратов. Мировое их производство в настоящее время достигает 20 ООО наименований. [c.35]

Живые клетки, такие как эритроциты или дрожжи, содержат проводящее ядро, окруженное мембранной оболочкой. Последняя состоит из липидов белков и полисахаридов и имеет относительно высокое И.Т1И очень высокое сопротивление, которое соответствует высокому сопротивлению лецитиновых пленок. Следовательно, суспензии этих клеток в электролитическом растворе представляют пример суспензий сфер, покрытых непроводящей оболочкой. Теория таких систем описана выше (см. стр. 341). [c.382]

Каждый катализатор способен катализировать только вполне определенные химические реакции или классы химических реакций. Термин катализатор применительно к какому-либо веществу не имеет смысла в отрыве оттого процесса, который он катализирует. Диапазон действия (специфичность) различных катализаторов может быть весьма различен. Так, кислоты катализируют протекание многих классов химических реакций. В то же время известны 5иологические катализаторы (присутствующие в живых клетках) — ферменты, способные катализировать лишь один определенный биохимический процесс. [c.243]

Ферме1ггы, или энзимы (оба названия в настоящее время являются синонимами), уже не раз упоминались в этой книге (см., например, спиртовое брожение). Ферментами называют вырабатываемые живой клеткой органические катализаторы, которые делают возможными или ускоряют химические процессы в организме они образуют промежуточные продукты присоединения с субстратом, который подвергается из.менению, а после окончания реакции вновь высвобождаются. [c.908]

Именно Уилкинс пробудил у меня интерес к рентгеноструктурным исследованиям ДНК. Произошло это в Неаполе, на небольшой научной конференции, посвященной структурам макромолекул, обнаруженных в живых клетках. Дело было весной 1951 года, когда я еще и не подозревал о существовании Фрэнсиса Крика. Собственно, ДНК я уже занимался и в Европу приехал для изучения ее биохимии на стипендию, полученную после защиты докторской диссертации. Мой интерес к ДНК вырос из возникшего в колледже на последнем курсе желания узнать, что же такое ген. В аспирантуре Университета штата Индиана я рассчитывал на то, что для раскрытия загадки гена химия может и не потребоваться. Это отчасти объяснялось ленью в Чикагском университете я интересовался в основном птицами и всячески избегал изучения тех разделов химии и физики, которые представлялись мне хоть мало-мальски трудными. Биохимики университета на первых порах поощряли мои занятия органикой, но после того как я вздумал подогреть бензол на бунзеновской горелке, от дальнейших занятий настоящей химией я был освобожден. Намного безопаснее было выпустить доктора-недоучку, чем подвергаться риску нового взрыва. [c.20]

Ферментов известно многие тысячи, а катализируют они тысячи тысяч реакций, идущих в живых клетках - при дыхании, обмене веществ, размножении... Чрезвычайно важно, что работают ферменты очень быстро. Чтобы расщепить К 1Кой-либо белок или углевод (крахмал, целлюлозу) на составные части, их нужно кипятить с крепкими растворами кислот или щелочей несколько часов. Ферменты пищеварительных соков - пепсин, протеиза, амилаза гидролизуют эти вещества з л несколько секунд при температуре 37 °С. [c.274]

Аминокислоты, пептиды и протеины, или белки образуют группу химически и биологически родственных соединений, которым принадлежит очень важная роль в жизненных процессах. Это в особенности относится к белкам, присутствующим вместе с нуклеиновыми кислотами (стр. 1044) в каждой живой клетке, что отражено уже в их названии протеины (то TTfxo ov, то протон — первый, основной). [c.349]

Этот асимметрический синтез in vitro (в стекле) дает представление о том, как происходит образование оптически деятельных веществ в живой клетке. Без сомнения, оно осуществляйся аналогичным путем и в горьком миндале, в котором содержатся бензальдегид, синильная кислота и эмульсии, принимающие участие в синтезе оптически деятельного гликозида нитрила миндальной кислоты — амигдалина. [c.672]

Увидеть ультрамикробы удалось в электронный микроскоп, который позволяет рассматривать частицы размером 0,005 мк. С помощью электронного микроскопа нельзя вести наблюдения за жизнедеятельностью живого организма, так как поток электронов, проходя через препарат, убивает живые клетки. Но электронный микроскоп даст возможность убедиться в реальности существования ультрамикробов. [c.268]

Исключительная способность живой клетки к синтезу органических соединений уже давно привлекала внимание химиков, и поэтому еще в ранних органо-химических исследованиях делались попытки выяснить пути, по которым живая 1<летка создает большое чцсло органических веществ. Различные гипотезы об этих путях первоначально не были достаточно обоснованы, но за последние годы был сделан ряд открытий (главным образом с помощью меченых соединений), позволпвщих придти к важным заключениям о биогенезе природных веществ. [c.1134]

Стероиды также могут быть синтезированы живой клеткой из ацетата. Это было доказано методом меченых атомов на дрожжах (Зан-дерхоф и Томас 1937 г.) и на животных клетках (Блох и Риттенберг 1942 г.). Последующие исследования показали, что такие синтезы стероидов, вероятно, могут протекать с образованием сквалена в качестве промежуточного продукта это, впрочем, не означает, что не существует также других путей. При циклизации сквалена в стероид должна происходить миграция одной или нескольких метильных групп. Так, например, при биосинтезе ланостерина метильная группа, отмеченная звездочкой, в результате миграции может появиться в положении 13. [c.1137]

Биохимическая реакция дегидрирования фенолов. Протекающее в живой клетке одноэлектронное окисление фенолов прииодит к образованию ароксильных радикалов, сочетание которых в димеры является важной биохимической реакцией. Стабильные продукты получаются при С—О- и С—С-сочетании. Первое может происходить в орто- и пара-положениях, второе —в орто-орто-, орто-пара- и пара-иара-положениях, например [c.1141]

Первое применение изотопной техники при исследовании процессов, происходящих в живой клетке, было сделано в 1923 г. X е в е ш и, изучавшим перенос и распределение радиоактивного свинца в живом растении. В 1935 г. тем же исследователем был впервые применен радиоактивный фосфор для выяснения распределения и циркуляции фосфора в организме крысы. С тех пор было проведено очень много подобных исследований с самыми различными изотопами по выяснению химических процессов, изучению биологических реакций и решению технических проблем. При этом нет никакой необходимости, чтобы исходное соединение было 100%-ным в отношении содержания применяемого изотопа в желаемом положении. В большииствг случаев достаточно, если изотопом элемента мечена лишь нек оторая часть молекул (около 5—20%), так как высокая чувствительность изотопного анализа позволяет провести определение изотопов уже при очень небольшом количестве вещества. [c.1142]

До сих пор мы предполагали, что коллоид не является электролитом, а это действительно верно для растворов макромолекул в неполярных растворителях. Однако в водных растворах многие макромолекулы, и прежде всего различные биоколлоиды, как правило, находятся в виде ионов. Если же раствор, кроме того, содержит обычные электролиты, то картина еще более усложняется. Здесь осмотическое равновесие сочетается с электростатическими взаимодействиями. Макроионы, которые не проходят через поры мембраны, частично удерживают около себя противоионы и нарушают их равномерное распределение возникает так называемый мембранный потенциал (играющий важную роль в процессах обмена живой клетки). Электростатически обусловленная повышенная концентрация ионов с одной стороны мембраны является причиной более высокого осмотического давления. Добавка электролита экранирует мембранный потенциал (эффект сжатия противоионной атмосферы), а тепловое движение понижает неравномерное распределение ионов, и осмотическое давление понижается. Предельный случай полностью подавленного мембранного потенциала (равномерное распределение всех ионов около мембраны) соответствует осмотическому давлению раствора неэлектролита той же концентрации. Теорию этого эффекта предложил Доннан (1911г.). Допустим, что слева от мембраны находится раствор полиэлектролита N31 с концентрацией с , а справа — раствор обычного электролита, например ЫаС1, с концентрацией с . Мембрана свободно пропускает молекулы растворителя (воды), ионы Ыа+ и С1 , но не пропускает ионы Для простоты вслед за Доннаном примем, что объемы растворов, находящихся с обеих сторон мембраны, одинаковы. Это делает вывод наглядным, не лишая его общности. Предположим также, что оба электролита полностью диссоциированы. Когда в системе установится равновесие, в ту часть раствора, где находится ЫаК, перейдет х молей ЫаС1, так что концентрация N3+ в нем повысится до - + х, концентрация К останется, как и прежде, равной с , а концентрация С1 , которая вначале была равна нулю, составит х. По другую сторону мембраны концентра- [c.45]

Сопряженные реактцш в клетке идут часто с факторами индукции, практически равными единице. Это становится возможным в результате того, что эти реакции катализируются высоко специфичными катализаторами — ферментами, которые катализируют стадии типа (VI.4) и (VI.6), но не катализируют стадию (VI.5), которая в мягких условиях живой клетки протекает со скоростью, намного меньшей скорости катализированных стадий. [c.251]

Основным содержанием любой живой клетки является протоплазма — весьма сложная комплексная система, богатая водой и состоящая из ряда органических соеднненпй. Главная роль в протоплазме принадлежит, бе.зусловно, белкам, которые связаны с другими органическими соединениями, в первую очередь с липоидами, нукленновы.ми кислотами, гликогеном и др. Как показали многочисленные исследования, протоплазма характеризуется гомогенностью, нерастворимостью в воде, сократимостью, способностью к обратимым изменениям своего состава и вязкости. [c.401]

Все живые клетки имеют естественный набор определенных ферментативных систем, который характерен для всех клеток дан-Н010 типа. Такие ферменты называются конститутивными. [c.258]

Все эти Процессы этерификации (образование эфира) эндотер" мичны, причем превращения аденозин- -адениловая кислота требует 3 ккал на 1 моль лревращение АК- АДФ требует 9 ккал на 1 моль, а АДФ АТФ — 11 ккал/моль. Поглощение большого количества энергии обозначается волнистой линией на месте связи 0 Р. Следовательно, при образовании этих соединений возрастает их внутренняя энергия, которая затем выделяется в процессе передачи фосфатных групп в живых клетках, эту энергию и использует организм в процессе своей жизнедеятельности. [c.263]

Сера, как фосфор и азот, входит в состав белковых веществ живой клетки, поэтому совершенно необходима для синтеза органического клеточного вещества. Наиболее важным серусодвржащим компонентом клетки является аминокислота цистин, которая входит в состав белка. Атомы серы в цистине находятся в виде тиоло-вой группы (—5Н). К производным пистиыа относятся метионин, биотин, тиамин, глутатион и др. Источником серы для большинства микроорганизмов служит сульфатный ион (—8042-), тиосуль-фатный ион (—ЗгОз -). В процессе жизнедеятельности микроорганизмы восстанавливают серу до 3 . Некоторые микроорганизмы не восстанавливают сульфаты и нуждаются в восстановленной сере (как, например, сероводород и цистеин). [c.284]

Фосфор, как и азот, необходим для всех живых существ, так как он входит в состав некоторых белков как растительного, так и животного происхождения. В растениях фосфор содержится главным образом в белках семян, в животных организмах — в белках молока, крови, мозговой и нервной тканей. Кроме того, большое количество фосфора содержится в костях позвоночных животных в основном в виде соединений ЗСаз(Р04)2-Са(0Н)2 и ЗСаз(Р04)2-СаС0з-Н20. В виде кислотного остатка фосфорной кислоты 4>осфор входит в состав нуклеиновых кислот — сложных органических полимерных соединений, содержащихся во всех живых организмах. Эти кислоты принимают непосредственное участие в процессах передачи наследственных свойств живой клетки. [c.442]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология