Ферменты

В организме каждую секунду протекают миллиарды химических реакций. Причем, чем температура выше, тем реакция идет быстрее. Но при температуре выше 40ºС белки начинают денатурировать. А ведь для биохимических реакций это низкие температуры. Поэтому необходимы белки, которые способны ускорять реакции. Они называются ферментами.

Ферменты – белки, которые ускоряют ход химических реакций в клетке.

Например, реакция, которую катализирует белок оротат-карбоксилаза, идет в 10¹⁷ раз быстрее с ферментом, чем без него: 78 млн. лет без фермента, 18 тысячных долей секунды ‒ с его участием.

В организме человека имеются тысячи ферментов. Известны около 4 000 реакций, которые протекают в их присутствии.

Каждый фермент предназначен только для одной-единственной реакции. В молекуле фермента, свернутого в клубок, имеется отверстие, которое по форме и размерам в точности соответствует молекулам тех веществ, которые фермент должен соединить. Эти молекулы подходят к ферменту, как ключ к замку. Но и сам «замок» способен подстраиваться под «ключ. Аналогично, одежда соответствует телу человека, но когда он одевается, ее форма может изменяться.

Скорость работы ферментов поразительна. За одну минуту фермент способен катализировать от нескольких сотен до нескольких миллионов взаимодействующих молекул.

Без ферментов жизнь невозможна. Когда организм перегревается, первыми из белков разрушаются именно ферменты. Они денатурируют, и организм умирает.

3. Витамины и гормоны Витамины

В 1881 году русский ученый Николай Иванович Лунин (1854 ‒ 1937) произвел опыт. Он приготовил смесь всех белков, жиров, углеводов и солей, которые содержатся в молоке, и стал ею кормить мышей. Через некоторое время эти мыши погибли. Стало понятно, что в природной пище содержатся определенные вещества, необходимые организму, которые он создать не в состоянии. Через тридцать лет их стали называть «витаминами». Их известно несколько десятков. В организме витамины выполняют важнейшую функцию – регулируют обмен веществ.

У каждого живого существа своя совокупность витаминов.

Гормоны

Все гормоны являются белками. Они играют важнейшую роль в организме ‒ передают сигналы между клетками, тканями и органами. Гормоны переносятся кровью. Организм вырабатывает гормоны в ничтожном количестве. Некоторые гормоны все человечество ежедневно вырабатывает в количестве всего лишь нескольких граммов. Но трудно назвать такой процесс в организме, в котором бы гормоны не участвовали. У животных и человека их вырабатывают железы внутренней секреции, или эндокринные железы.

4. Молекула днк Роль молекулы днк в организме

Вообразим ситуацию. Нам надо напечатать книгу с некоторой матрицы. Но есть проблема. Матрица находится в одной комнате, а печатный станок – в другой. Причем, матрица такая большая, что в дверь не проходит. Как быть? Из этой ситуации есть выход. Мы можем с большой матрицы скопировать маленькую, которая свободно пройдет в дверь. Потом эту копию отнести в комнату, где находится печатный станок, и там напечатать страницы книги.

Нечто подобное происходит и в процессе синтеза белка. Белки быстро изнашиваются, и поэтому их необходимо постоянно возобновлять. Белки – очень сложные молекулы. Каждый белок представляет собой определенную последовательность аминокислот. Аминокислот ‒ двадцать, а вариантов их последовательного расположения практически бесконечное множество. И от этой последовательности зависит свойство белка. Любое нарушение в этой последовательности приведет к тому, что свойства белка изменяться настолько, что он будет бесполезным. Поэтому очень важно, чтобы белок собирался в правильной последовательности аминокислот. А для этого важно, чтобы информация о последовательности аминокислот в каждом белке организма где-то хранилась. Она хранится в ДНК, причем, в закодированном виде. Эти молекулы находятся в ядре клетки. Но они очень большие и через поры ядра пройти не могут. Однако в клетке существует еще один вид молекул, несущих наследственную информацию. Это РНК. Они замечательны тем, что, во-первых, способны копировать информацию с ДНК, и, во-вторых, могут свободно проходить через поры ядра и поэтому переносить информацию от ДНК в цитоплазму, в ту органеллу, где белок собирается из отдельных аминокислот.

Итак, чтобы понять, как происходит синтез, т.е. строительство всех белков организма, надо рассмотреть:

1. как устроены молекулы ДНК и РНК, т.е. рассмотреть их структуру;

2. как информация о структуре белка кодируется, иными словами, что такое генетический код;

3. как закодированная информация о структуре белка переносится с ДНК на РНК, этот процесс называется транскрипцией;

4. как строится белок, этот процесс называется трансляцией.

Ответив на эти вопросы, мы рассмотрим, как происходит синтез белков организма. Однако с молекулой ДНК связан еще один важнейший процесс: информацию о структуре каждого белка организма надо передать последующему поколению. Этот процесс называется репликацией.