Гидрофильность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φιλία — любовь) — характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия поверхности тел с водой. Наряду с гидрофобностью относится не только к телам, у которых оно является свойством поверхности, но и к отдельным молекулам, их группам, атомам, ионам. Гидрофильностью (хорошей смачиваемостью водой) обладают вещества с ионными кристаллическими решётками (оксиды, гидроксиды, силикаты, сульфаты, фосфаты, глины и т. д.), вещества с полярными группами —ОН, —СООН, —NO2 и др
Гидрофобность -это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофобной.
Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей/ Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов.
ЛИПОФИЛЬНЫЙ — тяготеющий к жирам, легко растворимый в жирах; избегающий воды
Гидрогенизация (от лат. hydrogenium — водород), гидрирование, каталитическая реакция присоединения водорода к простым веществам (элементам) или химическим соединениям. 
Гидратация (от греч. hydro — вода) — присоединение молекул воды к молекулам или ионам. гидратация не сопровождается образованием водородных или гидроксильных ионов.
Гиперлипидемия (гиперлипопротеинемия, дислипидемия) — аномально повышенный уровень липидов и/или липопротеинов в крови человека. Нарушение обмена липидов и липопротеинов встречается довольно часто в общей популяции. Гиперлипидемия является важным фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний в основном в связи со значительным влиянием холестерина на развитие атеросклероза.
ДИПОЛЬ, молекула с разделенным электрическим зарядом. В КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ между двумя атомами пары электронов не обязательно равномерно распределены между атомами. В хлориде водорода (НСl) электроны притягиваются к атому хлора, имеющему больший отрицательный заряд, увеличивая его, и оставляя равный по величине положительный заряд на атоме водорода. Диполи определяют химические свойства молекул. У магнитных веществ диполи имеют полюса - северный и южный; их можно упорядочить для усиления магнитных свойств или нарушить упорядоченность для их ослабления.
БЕЛОК, органическое СОЕДИНЕНИЕ, содержащее множество АМИНОКИСЛОТ, соединенных ковалентными пептидными связями. Молекулы белков состоят из по-липептидных цепей. В живых КЛЕТКАХ имеется около 20 различных аминокислот. Из-за того, что в каждой МОЛЕКУЛЕ белка содержится тысячи или миллионы аминокислот, число возможных разновидностей белков практически бесконечно. Порядок аминокислот в белке контролируется ГЕНАМИ, хранящимися в клеточном ДНК.
Пептиды (греч. πεπτος — питательный) — семейство веществ, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями —C(O)NH—.
Конформа́ция (от лат. conformatio — форма, построение, расположение) молекулы — пространственное расположение атомов стереоизомера молекулы, которое может быть переведено в другую конформацию только вращениями вокруг простой ковалентной связи.
Кина́зы (фосфотрансферазы) — ферменты, катализирующие перенос фосфатной группы от молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) на различные субстраты. Обеспечивают включение глюкозы и гликогена в процесс гликолиза в живых клетках, участвуют в синтезе важных для организма соединений.
Ферме́нты или энзи́мы (от лат. fermentum, греч. ζύμη, ἔνζυμον — закваска) — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам (АТФаза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу). Ферментативная активность может регулироваться активаторами и ингибиторами (активаторы — повышают, ингибиторы — понижают). Белковые ферменты синтезируются на рибосомах, а РНК — в ядре.
Липи́ды (греч. lipos жир + eidos вид)
класс жиров и жироподобных веществ (липоидов), различающихся по химическому составу, структуре и выполняемым в организме функциям, но сходных по физико-химическим свойствам. Все Л. нерастворимы в воде, но растворимы в так называемых жировых растворителях — эфире, хлороформе, бензоле и др. В организме млекопитающих Л. являются важным субстратом энергетического обмена. Особая роль принадлежит относящимся к Л. триглицеридам, или нейтральным жирам (см. Жиры), депонирующимся в жировой ткани, — главному энергетическому резерву организма. Некоторые липиды, в частности фосфолипиды и Холестерин, являются важнейшими структурными компонентами биологических мембран. Холестерин, кроме того, служит субстратом для образования желчных кислот (Жёлчные кислоты), кортикостероидных гормонов (Кортикостероидные гормоны) и половых гормонов (Половые гормоны). Фосфосфинголипиды и другие фосфолипиды необходимы для нормального функционирования нервной ткани.
Витамины — липиды (A, D, E, K). Стероиды.
Триглицерид (Trigtyceride)-липид или нейтральный жир, в состав которого входит глицерол, соединенный с тремя молекулами жирных кислот. Триглицериды синтезируются из продуктов расщепления пищевых жиров и являются формой сохранения жиров в организме человека.
Вторичные посредники (вторичные мессенджеры, англ. second messengers) — это малые сигнальные молекулы, компоненты системы передачи сигнала в клетке. Вторичные посредники являются компонентами каскадов передачи сигнала, быстро образуются и далее активируют эффекторные белки, которые опосредуют ответ клетки. К наиболее распространенным вторичным посредникам относятся цАМФ и другие циклические нуклеотиды, ионы кальция, оксид азота.[1]
Концентрация вторичных посредников в цитозоле может быть повышена различными путями: активацией ферментов, которые их синтезируют, как, например в случае активации циклаз, образующих циклические формы нуклеотидов (цАМФ, цГМФ), либо путем открывания ионных каналов, позволяющих потоку ионов металлов, например, ионов кальция войти в клетку. Эти малые молекулы могут далее связывать и активировать эффекторные молекулы — протеинкиназы, ионные каналы и разнообразные другие белки
ГЕН (от греч. genos-род, происхождение), участок молекулы ДНК (в нек-рых случаях РНК), в к-ром закодирована информация о биосинтезе одной полипептидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью. Ген-единица наследств. материала, обеспечивающая формирование к.-л. признака организма и его передачу в ряду поколений. Контролируют все клеточные процессы на молекулярном уровне, обеспечивая биосинтез белков, в первую очередь ферментов. Если белок состоит из более чем одной полипептидной цепи, синтез каждой из них контролируется самостоятельным геном.
Для гена характерна определенная последовательность нуклеотидов, образующих набор триплетов (см. Генетический код). Последние определяют порядок расположения аминокислот в молекуле белка. Сам ген не принимает непосредств. участия в его синтезе. ДНК служит лишь матрицей для построения (транскрибирования) молекулы матричной, или информационной, РНК (соотв. мРНК, или иРНК), в к-рую передается код гена (см. Транскрипция). В рибосомах осуществляется "перевод" кода мРНК в аминокислотную последовательность синтезируемого на них белка (трансляция). Благодаря биол. действию синтезируемых белков осуществляется экспрессия гена, т.е. развитие определяемого им признака.
Гликоген — полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод человека и животных. Гликоген (также иногда называемый животным крахмалом, несмотря на неточность этого термина) является основной формой хранения глюкозы в животных клетках. Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток (главным образом печени и мышц). Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. Гликогеновый запас, однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров). Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоциты) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма, при этом гепатоциты способны накапливать до 8 процентов своего веса в виде гликогена, что является максимальной концентрацией среди всех видов клеток.
КРАХМАЛ, УГЛЕВОД, накапливающийся во многих растениях; он составляет около 70% питания человечества, поскольку содержится в таких продуктах, как картофель, пшеница, рис и другие злаки. Растения и животные преобразуют крахмал в ГЛЮКОЗУ, которая служит источником энергии.Структура крахмала содержит цепочки молекул глюкозы.
Окислительное фосфорилирование — один из важнейших компонентов клеточного дыхания, приводящего к получению энергии в виде АТФ. Субстратами окислительного фосфорилирования служат продукты расщепления органических соединений — белки, жиры и углеводы.Однако чаще всего в качестве субстрата используются углеводы. Так, клетки головного мозга не способны использовать для дыхания никакой другой субстрат, кроме углеводов.Предварительно сложные углеводы расщепляются до простых, вплоть до образования глюкозы. Глюкоза является универсальным субстратом в процессе клеточного дыхания. Окисление глюкозы подразделяется на 3 этапа:гликолиз;. окислительное декарбоксилирование или цикл Кребса; окислительное фосфорилирование. При этом гликолиз является общей фазой для аэробного и анаэробного дыхания. Основное количество молекул АТФ вырабатывается по способу окислительного фосфорилирования на последней стадии клеточного дыхания: в электронтранспортной цепи. Здесь происходит окисление НАД∙Н и ФАДН2, восстановленных в процессах гликолиза, β-окисления, цикла Кребса и т. д.. Энергия, выделяющаяся в ходе этих реакций, благодаря цепи переносчиков электронов, локализованной во внутренней мембране митохондрий (у прокариот — в цитоплазматической мембране), трансформируется в трансмембранный протонный потенциал. Фермент АТФ-синтаза использует этот градиент для синтеза АТФ, преобразуя его энергию в энергию химических связей. Подсчитано, что молекула НАД∙Н может дать в ходе этого процесса 2.5 молекулы АТФ, ФАДН2 — 1.5 молекулы.Конечным акцептором электрона в дыхательной цепи аэробов является кислород.
Субстратное фосфорилирование (биохимическое), синтез богатых энергией фосфорных соединений за счёт энергии окислительно-восстановительных реакций гликолиза (катализируемых фосфоглицеральдегиддегидрогеназой и енолазой) и при окислении a -кетоглутаровой кислоты в трикарбоновых кислот цикле (под действием a -кетоглутаратдегидрогеназы и сукцинаттиокиназы). Для бактерий описаны случаи С. ф. при окислении пировиноградной кислоты. С. ф., в отличие от фосфорилирования в цепи переноса электронов (см. Окислительное фосфорилирование), не ингибируется "разобщающими" ядами (например, динитрофенолом) и не связано с фиксацией ферментов в мембранах митохондрий. Вклад С. ф. в клеточный фонд АТФ в аэробных условиях значительно меньше, чем вклад фосфорилирования в цепи переноса электронов.
Макроэрги (фосфагены) Универсальный источник энергии в клетке (включая мускульный) является свободной энергией макроэргической phosphatic коммуникация аденозинтрифосфата (АТФ), освобожденный в гидролизе (распад) АТФ к adenozindi - и аденозинмонофосфата (АДФ и АМФ) и неорганический фосфат.
Нуклеоти́ды — фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозидфосфаты. Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, цАМФ, АДФ, играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов. Нуклеотиды являются сложными эфирами нуклеозидов и фосфорных кислот. Нуклеозиды, в свою очередь, являются N-гликозидами, содержащими гетероциклический фрагмент, связанный через атом азота с C-1 атомом остатка сахара.В природе наиболее распространены нуклеотиды, являющиеся β-N-гликозидами пуринов или пиримидинов и пентоз — D-рибозы или D-2-рибозы. В зависимости от структуры пентозы различают рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды, которые являются мономерами молекул сложных биологических полимеров (полинуклеотидов) — соответственно РНК или ДНК.
Рибонуклеи́новые кисло́ты (РНК) — одна из трех основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов.РНК состоит из длинной цепи, в которой каждое звено называется нуклеотидом. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара рибозы и фосфатной группы. Последовательность нуклеотидов позволяет РНК кодировать генетическую информацию. Все клеточные организмы используют РНК (мРНК) для программирования синтеза белков.Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Затем матричные РНК (мРНК) принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Трансляция — это синтез белка на матрице мРНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК.Для одноцепочечных РНК характерны разнообразные пространственные структуры, в которых часть нуклеотидов одной и той же цепи спарены между собой. Некоторые высокоструктурированные РНК принимают участие в синтезе белка клетки, например, транспортные РНК служат для узнавания кодонов и доставки соответствующих аминокислот к месту синтеза белка, а рибосомные РНК служат структурной и каталитической основой рибосом.Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так малые ядерные РНК принимают участие в сплайсинге эукариотических матричных РНК и других процессах.молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (например, теломеразы) у отдельных РНК обнаружена собственная ферментативная активность: способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента. Такие РНК называются рибозимами.
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.В клетках эукариотов (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.С химической точки зрения ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы. В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали».
Вторичная структура — конформационное расположение главной цепи (англ. backbone) макромолекулы (например, полипептидная цепь белка), независимо от конформации боковых цепей или отношения к другим сегментам [1]. В описании вторичной структуры важным является определение водородных связей, которые стабилизируют отдельные фрагменты макромолекул. Вторичные структуры отличаются регулярной, периодической формой (конформацией) главной цепи, при разнообразии конформаций боковых групп.
Первичная структура белка - это последовательность ковалентно связанных пептидными связями аминокислот, составляющих белок. Эта последовательность, как правило, записывается, начиная с N- конца полипептидной цепочки. Первой первичной структурой, которая была расшифрована, была последовательность аминокислот в полипептидных цепях гормона инсулина.
НУКЛЕОЗИД, составляющее НУКЛЕИНОВОЙ кислоты, состоящее из сахара, соединенного с азотистым основанием (пуриновое или пиримидиновое). Нуклеозиды — это гликозиламины, содержащие азотистое основание, связанное с сахаром (рибозой или дезоксирибозой).
Аминокислоты - структурные элементы, из которых построены белки. Представляют собою карбоновые кислоты, содержащие одну или две аминогруппы. Общим признаком аминокислот, входящих в состав белка (исключение составляет пролин), является наличие свободной карбоксильной группы и свободной незамещенной аминогруппы у альфа-углеродного атома.Наиболее рациональная классификация аминокислот основана на различиях в полярности R-групп. R-группы подразделяются на четыре основных класса: 1) неполярные, или гидрофобные; 2) полярные, но незаряженные; 3) положительно заряженные;4) отрицательно заряженные (при pH 6-7).
Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови. Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры. То есть, помимо анаболического действия, инсулин обладает также и антикатаболическим эффектом. Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток — абсолютная недостаточность инсулина — является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани — относительная инсулиновая недостаточность — имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа.
Глюкагон (гипергликемический-гликогенолитический фактор — ГГФ), гормон, вырабатываемый поджелудочной железой (в a -клетках лангергансовых островков); стимулирует распад гликогена печени активацией фермента фосфорилазы и тем самым увеличивает концентрацию сахара в крови. Г. — полипептид, содержащий 29 аминокислотных остатков.
Высокое соотношение концентрации калия во вне- и внутриклеточной жидкости (38:1) поддерживается благодаря действию Nа+,К+-АТФазы, активно переносящей ионы калия в клетку, а ионы натрия - из нее (в соотношении 2:3) (вследствие активного выведения натрия из клеток Na+,K+-АТФазой 85-90% всего натрия, содержащегося в организме, находится во внеклеточной жидкости и по этой причине определяет ее объем).
ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ
(от лат. transporto — переношу, перемещаю, перевожу) в живых организмах, включает доставку необходимых соединений к определённым органам и тканям (с помощью кровеносной системы у животных и проводящей системы у растений), всасывание их клетками и передвижение внутри клеток, а также выведение продуктов обмена веществ. Эти процессы можно разделить по их механизму на транспорт с током жидкости (напр., с кровью, жёлчью, мочой, с током растит, сока, содержащегося в сосудах ксилемы, флоэмы), диффузию в растворах (в клетках и межклеточной жидкости) или газовой фазе (в лёгких, межклетниках листьев растений), транспорт через биол. мембраны. Т. в. через биол. мембраны осуществляется, как правило, спец. транспортными системами, их работа определяет скорость процессов поступления веществ и обмен веществ в клетках, а, следовательно, и во всём организме. Различают пассивный и активный Т. в. через мембраны. В первом случае Т. в. происходит самопроизвольно, при этом молекулы и ионы переносятся в область с более низким электрохимич. потенциалом. Перенос молекул (ионов) в обратном направлении (активный транспорт) возможен только при одновременной затрате энергии, источником к-рой может служить гидролиз АТФ или окислит.-восстановит. реакции в цепях переноса электронов, и осуществляется спец. мол. системами — ионными насосами Следствием такого активного Т. в., наз. первичным, является неравновесное распределение ионов Н+, Са+, Na+, K+ внутри клетки и между клеткой и окружающей средой; оно, в свою очередь, обеспечивает работу систем сопряжённого, или вторичного активного, Т. в. через мембраны. Примером сопряжённого Т. в. служит перенос сахаров и аминокислот в клетки кишечного эпителия. Мембрана, обращенная в просвет кишечника, содержит белковый переносчик, к-рый осуществляет перенос глюкозы (или определённой аминокислоты) только вместе с ионами натрия. Na+ входит в клетку пассивно, но одновременно происходит перенос молекулы, к-рый может быть активным; в сумме свободная энергия в системе уменьшается. Из клеток Na+ удаляется Ма+/К+-АТФазой, включённой в мембрану, обращенную в сторону кровеносной системы кишечника. Сопряжённый Т. в. обеспечивает перенос разнообразных метаболитов через мембраны всех клеток организмов. Пассивный Т. в. через мембраны количественно характеризуется величиной проницаемости, к-рая может резко различаться для разных веществ, но в конечном счёте определяется законами диффузии и электродиффузии. Простая диффузия легко происходит через липидный слой мембран только в случае веществ, хорошо растворимых в липидах, к к-рым относятся мн. лекарства. Ионы (Na+, К+ и Са2+) переносятся через мембраны нервных, мышечных и др. клеток благодаря наличию в них ионных каналов, к-рые открываются и закрываются в зависимости от величины разности элек-трич. потенциалов на мембране или действия химич. медиаторов. Выключение или резкое изменение свойств переносчиков и каналов лежит в основе действия мн. токсич. веществ. Нек-рые вещества (ионофоры) сами способны создавать каналы в липидном слое мембраны. Действие ряда лекарств, препаратов основано на изменении свойств каналов и переносчиков, к-рое позволяет регулировать Т. в. в клетках и целом организме.
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 40 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Методы прогнозирования объема продаж | | | Государственный комитет Российской Федерации |