74.Биополимеры, характеристика, микробиологический метод получения.

Биополимеры - структурная основа живых организмов. К ним относят белки, РНК, ДНК и др.

Белок - высокомолекулярное органическое соединение, построенное из остатков 20 аминокислот и играющее первостепенную роль в процессах жизнедеятельности всех организмов. Молекулярная масса белков — от примерно 5000 до многих миллионов. Белки выполняют структурную (построение тканей и клеток, их составных частей), функциональную (ферменты, гормоны, дыхательные и др. пигменты и т. п.) роль. Белки чрезвычайно разнообразны, например в организме человека свыше 10 млн различных белков. Разнообразие белков обусловлено различной последовательностью аминокислотных оснований, разной длиной полипептидной цепи, многообразной пространственной их структурой и т. п. Различают четыре уровня структурной организации белков: первичный — последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи, вторичный — укладка полипептидной цепи в спиральные участки и особые структурные образования, третичный — трехмерная пространственная упаковка полипептидной цепи и четвертичный — ассоциация неск. отдельных полипептидных цепей в единую структуру. Общепризнанной всеобъемлющей классификации белков пока не создано. Постоянное обновление белков лежит в основе обмена веществ. Основную роль в биосинтезе белков играют нуклеиновые кислоты. Поскольку многие аминокислоты, из которых состоит белки, организмом человека не синтезируется, он нуждается в поступлении белков с растительной, а иногда и с животной пищей.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) -высокомолекулярное соединение, содержащееся в ядрах клеток организмов и вместе с белками гистонами образующее вещество хромосом. ДНК — носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным генам. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в правовитковую спираль. Цепи построены из большого числа мономеров четырех типов нуклеотидов (дезоксирибонуклеотидов), специфичность которых определяется одним из четырех азотистых оснований — аденином, гуанином, цитозином и тимином (в них входит также дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты) .

Азотистые основания нуклеотидов, будучи комплементарно связаны друг с другом, соединяют полинуклеотидные цепи в макромолекулу ДНК. Сочетания трех рядом стоящих нуклеотидов в цепи (триплеты, или кодоны) определяют генетический код, а их последовательность — характер генетической информации. Способность ДНК к самоудвоению обеспечивает генетическую преемственность между поколениями организмов в процессе размножения. Расстояние между парами комплементарных оснований по длине спирали равно 0,34 нм. В одном ее витке размешается 10 пар оснований (3,4 нм)» Диаметр спирали равен 2 нм. Макромолекула ДНК состоит из 10—15 тыс. и более дезоксири-бонуклеотидов. У каждого вида организмов ДНК характеризуется специфическим распределением и количественным молярным соотношением азотистых оснований. Все это дает практически неисчерпаемое разнообразие вариантов, для разных организмов, оцениваемое феноменальными числами 10⁵⁰— 10¹⁰⁰⁰, в крайних выражениях значительно превышающими число атомов во Вселенной. Нарушение последовательности нуклеотидов в цепи ДНК приводит к наследственным изменениям в организме — мутациям. Искусственные целенаправленные изменения последовательности нуклеотидов позволяют получать формы с заданными качествами, что используется в генной инженерии и биотехнологии.

РНК (рибонуклеиновая кислота) — высокомолекулярные органические соединения, тип нуклеиновых кислот. РНК образованы нуклеотидами, в которые входит аденин, гуанин, цитозин, урацил и сахар рибоза (в ДНК вместо урацила — тимин, а вместо рибозы — дезоксирибоза). В клетках всех живых организмов участвуют в реализации генетической информации. Различают три основных вида РНК — матричные, или информационные (м-РНК, или и-РНК), транспортные (т-РНК) и рибосомальные (р-РНК). У многих вирусов (так называемых РНК-содержащих) вещество наследственности. Рибосомальные РНК, благодаря которым строятся белковые молекулы, а также митохондриальные и ядерные составляют подавляющую часть РНК клетки (ок. 80%). Транспортные РНК (т-РНК), которых известно около 60 форм, переносят активизированные аминокислоты к рибосомам — пунктам построения белковых макромолекул. Информационные (матричные) РНК (и-РНК, м-РНК) несут в последовательности триплетов своих нуклеотидов запись первичной структуры белковых молекул.