Ассимиляция в гетеротрофной клетке. Ее фазы. Сущность.

Анаболизм(ассимиляция) – биосинтез – фаза метаболизма, в которой из малых молекул – предшественников (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, азотистых оснований) синтезируются белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и др. макромолекулы. Анаболизм требует затраты свободной энергии. Источник этой энергии – АТФ и НАДФН.

I.Репликация.

II.Транскрипция.

III.Трансляция

1. Реплика́ция (от лат. replicatio — возобновление) — процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК.

2. Транскрипция (переписывание).

Молекула ДНК раскручивается. Участвует РНК-полимераза.

Транскрибируется не вся ДНК, а лишь отдельные гены (эухроматин).

Этапы транскрипции:

 1)Инициация- РНК-полимераза узнает промотер;

 2)Элонгация- рост цепи РНК;

 3) Терминация- конец транскрипции.

3. Трансляция – синтез полипептидной цепи на матрице.

Этапы трансляции:

1)Инициация- к иРНК присоединяется малая субъединица               рибосомы.

2)Элонгация-рост цепи. Как только сканирующий комплекс попадает на кодон АУГ происходит присоединение большой субъединицы рибосомы.

3)Терминация- окончание синтеза, когда рибосома натыкается на стоп-кодон.

Биосинтез белка: белок → аминокислота → собственный белок.

Последовательность процессов синтеза полипептидных цепей белковой молекулы представляется следующим образом:

1. Транскрипция– процесс синтеза и- РНК в ядре с молекулы ДНК по принципу комплементарности. Процесс включает этапы:

- образование первичного транскрипта;

- процессинг;

- сплайсинг.

Образование зрелой и-РНК включает периоды инициации, элонгации и терминации синтеза.

2. Трансляция- перенос информации о структуре белка с и-РНК на синтезирующийся полипептид. Происходит в цитоплазме на рибосоме. И включает следующие процессы:

- активация аминокислоты специфическим ферментом (аминоацил Т-РНК - синтетаза) в присутствии АТФ с образованием аминоациладенилата (тройной комплекс);

- присоединение активированной аминокислоты к специфической т-РНК с высвобождением аденозинмонофосфата (АМФ);

- связывание этого комплекса с рибосомами;

- включение аминокислот в белок с высвобождением т-РНК.

Рибосома контактирует в каждый момент только с небольшим участком и-РНК, возможно равным одному триплету (кодону). Рибосома движется по и-РНК кодон за кодоном. На и-РНК одновременно может быть несколько рибосом, образующих полисому. В рибосому, движущуюся по и-РНК, т-РНК поставляет активированные аминокислоты. Аминокислота прикреплена на черешок т-РНК, на изгибе последней имеется триплет, получивший название антикодона. При совпадении антикодона т-РНК с кодоном и-РНК, по принципу комплементарности, аминокислота включается в полипептидную цепь.

Гликолиз и тканевое дыхание. Сущность, биологическое значение. Энергообразующие системы клетки. Окислительное фосфорилирование.

Глико́лиз — процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. У аэробов он предшествует собственно клеточному дыханию, у анаэробов завершается брожением. Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом и для осуществления не требует присутствия кислорода.

Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма

Окислительное фосфорилирование — метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях в виде АТФ.

Субстратами окислительного фосфорилирования служат продукты расщепления органических соединений — белки, жиры и углеводы. Процесс окислительного фосфорилирования проходит на кристах митохондрий.

Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики, ферментативность, энтропия).

Динамическая устойчивость - способность системы восстанавливать состояние близкое к исходному после определенных процессов.

Биоэнергетика — совокупность процессов превращения энергии, которые происходят в организме и обеспечивают его жизнедеятельность.

Ферментативность – процессы осуществляются благодаря присутствию биологических катализаторов-ферментов, ничтожное количество которых осуществляет колоссальный объем превращений. Протекание процессов в присутствии катализаторов- ферментов.

Энтропия-степень упорядоченности.

Обмен живых организмов веществом и энергией с окружающей средой способствует росту свободной энергии и отрицательной энтропии в них, т. е. оттоку энтропии из организма.

Гипотезы происхождения эукариотических клеток

(симбиотическая и инвагинационная).

Слюсарев стр.240

Симбиотическая:

Существует гипотеза о том, что  митохондрии и пластиды представляют собой видоизмененные прокариотические организмы , которые нашли "убежище" в более крупных гетеротрофных клетках-хозяевах - предшественниках эукариот (анаэробный прокариот).

Анаэробы поглощали аэробов, сохраняя их. Анаэробная бактериальная клетка приобрела симбионта, способного использовать кислород при помощи процесса дыхания. Аэробы синтезировали АТФ и отдавала хозяину- анаэробу.

 Все, или почти все, ныне живущие эукариоты содержат в своих клетках митохондрии , а все автотрофные эукариоты - также и пластиды. Возможно, они были приобретены в результате независимых случаев симбиоза , точнее - внутреннего симбиоза (эндосимбиоза).

Инвагинационная:

Согласно инвагинационной гипотезе, предковой формой эукариотической клетки был аэробный прокариот, у которого в результате мутации (при облучении) образовалось несколько ДНК, прикрепленных к мембранам; эти участки впячивались и отшнуровывались со специализацией в ядро, митохондрии, пластиды, затем происходило усложнение ядерной структуры.

ИГпозволяет предположительно объяснить происхождение 2-ых мембран ядра, митохондрий и пластид.

Клеточный цикл, его периодизация. Митотический цикл и его механизмы. Проблемы клеточной пролиферации в медицине.