Ақуыздың маңызы мен қасиеттері

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Ақуыздың маңызы мен қасиеттері.

Ақуыз клетка құрамына кіретін тірі структуралар - ядро, митохондрия, рибосома, цитоплазма негіздерін құрайды. Сондықтан ол организм құрамында үлкен орын алады. Мысалы адам мен жануарлар денесінің құрғақ заттарында 45% жасыл өсімдіктерде 9- 16 % дақыл тұқымда 10-20%, бұршақ тұқымдас дәнінде 24-35%, бактерия клеткаларында 50-93% белоктық заттар бар. Ақуыз барлық организімге ортақ зат болғанымен, әр түрлі организм ақуыздардың структурасы түрліше болады. Сондайақ организм түрлерінің бір- біріне ұқсамауы, олардың эволюция жолымен үздіксіз өзгеріп ақуыз қасиеттерінің үнемі өзгеріп отыруына байланысты. Ақуыз - бүкіл тірі организмнің негізгі қорегі . Ол клетка протоплазмасын құрумен қатар, организмдегі көптеген тіршілік құбылыстарына- тамақтану, өсу, көбею, тітіркену, қозғалу, тыныс алу процестеріне - тікелей қатысады. Организмнің күнделікті тіршілігі оның клеткаларында жүріп жататын көптеген биохимиялық реакцияларға негізделген. Осы реакциялар нәтижесінде өсімдіктерде бір жағынан тіршілікке қажетті химиялық қосылыстар-ақуыздар, нуклейн қышқылдары, углеводтар, майлар, витаминдер синтезделетін болса, екінші жағынан онда ферменттер арқылы күрделі ыдырап, өсімдіктің қоректенуіне, тозған клеткаларын жаңартуына, организмге қуат беруге жұмсалады. Бұл құбылыстарды метоболизм деп атайды. Осы реакциялардың бәрінде де ақуыз катализаторлық қызымет атқарады . Қан құрамындағы ерекше ақуыз-гемоголобин бүкіл денеге оттек таратады. Клеткалардағы тотығу ферменттері - цитохромдар тыныс алу процесін реттеп отырады. Сондай-ақ, организм тіршілігіне аса қажетті заттар- гормондар да ақуыздан құралған. Ерімтал ақуыздар- гидрофильді колоиттар суды бойына көп тартады.

А қуыздың молекуласының өзне тән ерекшеліктері мен структуралық дәрежелері көптеген сутектік балйланыстар, электростатикалық қуаттар, күкірттен құралатын дисульфидік байланыстар т. б жағдайлар

арқылы қамтамасыз етіледі. Ақуыздар молекуласында (амин қышқылдық буындар радикалдарында) -СООН және- NH2 топтарының болуынан ақуыз амфотерлі болады.

Гидролизге ұшырау ақуыздардың маңызды қасиеттерінің бірі екені бізге бұрыннан белгілі. Гидролиз ферменттер әсерінен жүреді: ақуызды қышқыл немесе сілті ертіндісін қосып қыздыру ақылы да гидролиздеуге болады.

Ақуыздар өздеріне тән бірнеше реакция береді, осыған қарап, оны басқа заттардан ажыратуға болады. Мысалы, егер ақуыз ертіндісіне азот қышқылының концетрацйялы ертіндісін құйса, ертінді сарғаяды(бензол сақинасы нитрленеді ) . Зертханада

азот қышқылы байқаусыздан қолға тиіп кет

кендегі терінің сарғаюынан осы реакцияны

байқауға болады.

. Ақуыз ертіндісін қыздырса немесе оған күшті қышқылмен әсер етсе, ол өзінің табиғи қасиеттерін(ферменттік гормондық) жояды, кейде ұйыпта қалады. Мұндай құбылысты денатурация деп атайды. Мысалы, піскен жұмыртқа ақызының структурасын зерттеу оны синттездеуге мүмкіндік туғызады. Сондай-ақ синтездеу жолымен гормон қасиеттес күрделі пептидтер, одан кейін гормон-инсулин және нуклеаза алынды.

Ақуыздың түрлері.

Осы кезге дейін ғылымда белгілі болған ақуыздардың барлығы екі топқа бөлінеді: 1) қарапайым ақуыздар- протеиндер (альбуминдер, глобулиндер, гистондар, глутелиндер, проламиндер, протаминдер, протеноидтер) . 2) күрделі ақуыздар - протеидтер, (гликопроеитдтер, нуклеопроттеидтер, липопротеидтер, фосфопротеидтер) . Бұлардың құрамында амин қышқылдарынан басқа да заттар болады.

Ақуыз биосинтезі. - тірі организм клеткаларындағы амин қышқылдарынан ақуыз синтездеу процесі. Биологиялық маңызы зор бұл процес механизмнің айқындалуы 20-ғ-дағы аса маңызды ғылыми жетістіктердің бірі болды. Ол процесс ерекшке күрделі механизмдердің көмегімен, яғни нуклеин қышқылдарының, әсіресе рибонулейн қышқылдарының (РНК) қатысуымен жүреді. Клеткадағы рибосомаларда жүретін ақуыз биосинтезі процесінің барысында ерекше матрицаның немесе информациялық рибонуклеин қышқылдарының (и-РНК немесе м-РНК) рибосомалармен қосылуы нәтижесінде 1- структуралы полипептид тізбектері түзіледі. Мұнда и-РНК нуклеотидтер тізбегінің бойында синтезделетін жаңа ақуыз құрлысының ерекшілігі туралы мәлімет болады. Ол мәлімет и-РНК-ге дезоксирибонуклеин қышқылдарынан (ДНК) ауысып келеді. Клетка құрамындағы бос амин қышқылдары рибосомаға барудан бұрын аденозин үш фосфор қышқылымен (АТФ) қосылып қуаттанады, ондағы амин қышқыл қалдықтары активтену нәтижесінде аминоациладенилатқа айналады. Бұдан әрі ол амин қышқылының қалдығы тиісті тасымалдау РНК-на (т-РНК) барып түседі .

Б ұл процестің екеуінің де белгілі бір фермент катализатор болады. Бодан соң амин қышқылының қалдығы т-РНК арқылы рибосомаларға барады да, сол арада ақуыз полипептидтік тізбегі түзіледі. Сөйтіп, ақуыз биосинтезі процесінде рибосомалар и-РНК арқылы тізбекке тіркеліп, ақуыз синтездеуші структура- полирибосомалар немесе полисомалар түзеді. Бұл процесс полипептид тізбегінің, яғни ақуыздың 1-структурасының түзілуімен аяқталмайды. Одан әрі полипептид тізбегінің бұратылып, бүктетілуі арқылы ақуыздың 2-, кейде 4-дәрежелі сатылары түзіледі. Ақуыз биосинтезінің теориялық және практикалық маңызы зор. Бұл процесті жан-жақты терең зерттеу бірқатар ауруларды емдеу жолдарын, сондай-ақ көптеген ауыл шаруашылық жануарлары мен өсімдіктерінің өнімділігін арттыру әдістерін анықтауға мүмкіндік береді.

Соңғы кезде арзан шикізаттарды (мұнай, газ т. б) пайдаланып, ақуыз және амин қышқылдарын алудың жаңа әдісі- өнеркәсіптік- биол. Синтездеу, яғни микроптарды (ашытқы т. б ) қолдан өсіру әдісі қолданыла бастады.

Ақуыздың синтездеу мәселесі. Ақуыздың химиялық синтез арқылы алу мүмкіндігі ғалымдарды көптен бері-ақ қатты ойландыруда. Дегенмен соңғы кезде ғана бұл салада белгілі табыстарға қол жетті. Басқа да көптеген үлкен молекулалы заттарды алған тәрізді ақуыздардың күні бүгінге дейін синтетикалық жолмен алынбауы неліктен? Оның себебі - ақуыз молекуласының өте күрделілігі. Ақуызды алу үшін оның амин қышқылдық құрамын айқындап, содан соң осының барлығын жасанды түрде ұдайы өндіру керек қой.

Ақуыздардың амин қышқылдық құрамын олардың гидролизі арқылы анықтау- ең оңай әдіс.

Бірінші реттік құрлымы анықталған алғашқы ақуыз- инсулин (1954ж), ол - қандағы қант мөлшерін реттеп отырады. Инсулиндегі аминқышқылдардың қалай кезектесіп орналасатынын анықтауға он жылдай уақыт кетті. Оның молекуласы екі полипептидік тізбектен құралатыны, бір тізбекте 21 аминқышқыл қалдығы, екіншісінде 30 аминқышқыл қалдығы болатыны, тізбектердің бір-бірімен екі дисульфид көпіршесі арқылы байланысатыны анықталды.

Қазіргі уақытта көптеген ақуыздардың, оның ішінде күрделі құрлысты ақуыздардың да бірінші реттік құрлымы анықталды.

Ақуыз текті заттар гипофиздің екі гормоны (вазопрессин мен окситоцин) синтезі арқылы тұңғыш рет жүзеге асырылды. Бұл - молекулалық массасы онша ауыр емес, әрқайсысы не бары 9 аминқышқылдан құралған полипептидтер.

Соңғы жылдардағы бір үлкен табыс инсулиннің және рибонуклеуозаның химиялық синтезіболады. Мұндай синтездердің күрделілігін мынадай жағдайдан көруге болады : полипептидтің бір тізбекшесін алу үшін 138 реакция жасауға тура келеді.

Ғалымдар ақуызды жасанды жолмен алуды ізтестіре отырып, қазір оның ағзада синтезделу механизмін қарқынды түрде зерттеуде. Өйткені, ағзада ақуыз синтезі « жайлы » жағдайда тамаша дәледікте және өте тез жүреді(жасушада ақуыз молекуласы бар болғаны 2-3 секундта түзіледі) . Осы кезде, ағзада жүрмейтін ақуыз синтезінің үлкен молекулалы басқа заттардың - нуклеин қышқылдарының іске асатыны анықталды.

Адам биосинтездің қалай жүретінін анықтай, жасушада жүретін процестердің сырын ашқанда, ақуызды қолдан жасудың келешекте органикалық дүние даму процесінде соншалықты заңдылықпен мүлтіксіз жетілген принцип негізінде жүзеге асырылу мүмкін.

Қазіргі уақытта ақуыздарды жасанды түрде өндіру микробиологиялық ситез арқылы іске асады. Кейбір микроағзалар тиісті қоректік ортада өсіп - өніп, өте мол ақуыздық масса жасай алатын көрінеді. Мысалы ағаш гидролизі арқылы спирт өндірілінген қалдықтардан мал шаруашылығына қажет азықтық ашытқы өндіріледі. Мұнай парафиндерін пайдаланып ақуыздардың микробиологиялық синтезі жедел өркендетіледі.

Ақуыздың алмасуы.

Автотрофты организмдерде - өсімдіктер мен хемосинтездеуші бактерияларда - ақуыздарда органикалық емес азотты сіңіру және амин қышқылдары мен амидтерді синтездеуден басталады. Адам мен жануар организмінде амин қышқылдарының бәрі түгел түзілмейді, олардың кейбіреулері тағам арқылы дайын түрде келіп түседі. Тамақтың құрамындағы ақуыздар асқазанда, ішекте арнаулы ферменттер әсерінен ыдырап, амин қышқылдарына айналады. Ақуыздардан пайда болған амин қышқылдарының біразы организмнің тозып, ыдыраған ақуыздардың орнын толтыруға жұмсалады.

Сонымен қатар, кейбір амин қышқылдарынан тіршілік әрекетіне қажетті химиялық заттар түзіледі. Мысалы

глициннен пурин негізі, аспарагин қышқылынан

пиримидин негізі, тироксин мен тирозиннен түрлі гормондар түзіледі.

Тотығу раекциясы арқылы болатын аминсіздену нәтижесінде, амин қышқылдарынан бөлініп шыққан амин тобы(NH2) амиаққа, молекуланың азотсыз қалдығы

көмірқышқылы газымен суға айналады. Адам мен сүт

қоректілер бауырында амиак несеп зәріне айналып, кіші дәретпен бірге сыртқа шығып кетеді. Ақуыздардың алмасу процесі өсімдіктерде де болады. Өсімдіктер мен бактерияларда амиак көбінесе глутамин немесе аспарагинге айналады. Бұлар өсімдікте азот қорын молайтады . Адам немесе жануар организміне қорек пен

барған азот пен одан шығарылған азоттың мөлшерін

салыстыру арқылы организмдегі азоттық тепетеңдік анықталады.

Мазмұны.

1. Ақуыз туралы жалпы түсінік.

2. Ақуыздың құрлысымен структурасы.

3. Ақуыздың маңызы мен қасиеттері.

4. Ақуыздың түрлері.

5. Ақуыз биосинтез мәселесі.

6. Ақуыздың синтездеу мәселесі.

7. Ақуыздың алмасуы.

8. Ақуызды анықтау реакциялары.

Табиғаттағы ақуыздар. Ақуыздар ағза құрамының ең маңызды бөлігі болып саналады. Олар барлық өсімдік және жануарлар жасушаларының протоплазмасында және ядросында болады: тіршіліктің негізгі нышаны - осы ақуыз. Ақуыз жоқ жерде, тіршілікте жоқ . Ф Энгелістің айтуынша: тіршілік дегеніміз - ақуызды дененің өмір сүру әдісі. Ақуыздың молекулалық массасы ондаған, жүздеген мың деп есептеледі, ал кейбір ақуыздар бірнеше миллионға жетеді. Ақуыздың ағзада атқаратын қызыметі алуан түрлі. Ағзаның тірек, бұлшық ет және жамылғы ұлпалары ақуыздан тұрады. Ағзада ақуыздар заттарды бір мүшеден екінші мүшеге мысалы, оттегіні өкпеден ұлпаларға жеткізіп, денеде пайда болған көміртегі ( ) оксидін сыртқа шығарып отырады. Ақуыз-ферменттер ағзада жүретін алуан түрлі химиялық раекцияларға катализатор ретінде әсер етеді.

Ақуыз туралы алғашқы мәліметтер 18-ғасырдан белгілі. 1745жылы Итальян ғалымы Беккори бидай ұнынан лейковина деген ақуызды бөліп шығарған. 19 ғасырда 30 жылдарда ет, жұмыртқа, сүт, өсімдік тұқымдарында ақуыздың бар екені анықталды.

Ақуыздың құрлысымен структурасы.

Хим. Табиғаиты жағынан ақуыз биполимерлер тобына жатады. Ақуыздың құрамында 20 түрлі амин қышқылдары болады. Әр түрлі ақуыздардың амин қышқыл жағынанда, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта ақуыз түрлерінің көп болуыда соған байланысты. Мысалы, 3- амин қышқылының қосылуынан 6 түрлі,

4- қышқылдан 24- түрлі ақуыз изомері пайда болады. Ақуыз молекуласы көптеген амин қышқылдарының өз ара моншақтай тізіле байланысқан полипептидік тізбегінен құралады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.