5. Аминокислоты
Аминокислоты состоят из углерода (обозначаемого альфа-углерод) и связанных с ним четырех групп (рис. 1.3). Группы таковы: карбоксильная (СОО--), представляющая собой кислоту; аминогруппа (H3N+) — основание; водород (Н) и обозначаемая знаком R группа — боковая цепь, своя для каждой аминокислоты.
При ковалентной связи углерода карбоксильной группы аминокислоты с азотом аминогруппы другой аминокислоты выделяется молекула воды и образуется пептидная связь. Белковые молекулы состоят из большой цепи аминокислот, соединенных пептидной связью.
В пищеварительной системе животных аминокислоты выделяются при переваривании белковых молекул, послечего кровотоком доставляются к клеткам организма, где повторно используются.
Аминокислоты идут на «сборку» белков в соответствии с «чертежом», хранящимся в клеточной ДНК и претворяемым в жизнь РНК при содействии белковых катализаторов (ферментов). Таким образом, большинство необходимых организму аминокислот можно собрать из имеющихся в нем аминокислот. Это так называемые заменимые аминокислоты. Те же, которые должны поступать с пищей, относятся к незаменимым аминокислотам.
Более 100 аминокислот встречаются у растений и бактерий, у животных же их 20. В приведенной таблице даны названия, принятые сокращенные обозначения и химические формулы (линейная запись) 20 аминокислот животных.
|
Аминокислота |
Обозначение |
Молекулярная формула |
|
Алании |
alaA |
CHrCH(NH2)-COOH |
|
Аринин |
arg R |
HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-CH(NH,)-COOH |
|
Аспарагин |
asn N |
H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Аспарагиновая кислота |
asp D |
HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Цистеин |
cysC |
HS-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Глутаминовая кислота |
glu E |
HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH |
|
Глутамин |
glnQ |
H2N-CO-(CH2)2-CH(NH2)-COOH |
|
Глицин |
gly G |
NH2-CH2-COOH |
|
Гистидин |
his H |
NH-CH=N-CH=C-CHrCH(NH2)- COOH |
|
Изолейцин |
ile I |
CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH |
|
Лейцин |
leu L |
(CH3)2-CH-CH?-CH(NH2)-COOH |
|
Лизин |
lysK |
H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH |
|
Метионин |
met M |
CH3-S-(CH2)2-CH(NH2)-COOH |
|
Фенилаланин |
phe F |
Ph-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Пролин |
pro P |
NH-(CH2)3-CH-COOH |
|
Серии |
ser S |
HO-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Треонин |
thr T |
CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH |
|
Триптофан |
trp W |
Ph-NH-CH=C-CH2-CH(NH2)- COOH |
|
Тирозин |
tyr Y |
HO-Ph-CH2-CH(NH2)-COOH |
|
Валин |
val V |
(CH3)2-CH-CH(NH2)-COOH |
Источник: http://chemistry.about.com/library/weekly/aa080801a.htm
6. Построение модели днк
Крайне малые размеры ДНК не позволяют увидеть ее. Вот почему для некоторых она предстает сугубо отвлеченным понятием, а не действительно существующей молекулой. Лучшему пониманию ДНК может помочь собственноручная сборка ее физической модели.
Детские конструкторы прекрасно подходят для сборки моделей молекул, включая ДНК. Один из авторов этой книги (Артур Уиггинз) воспользовался набором конструктора K'NEX для сборки модели ДНК, которую на рис. 1.4 держат в руках дети, помогавшие ему в этом деле.
Данная модель собрана на основе набора K'NEX 32 Model Building Set в коробке Blue Value Tub (34006), который можно приобрести за 30 или 40 долларов (см. www.knex.com ).
Рис. 1.4. Модель ДНК, которую держат в руках Рей, Мелисса и Тим Ноу (внуки А. У. Уиггинза)
Руководство по сборке молекулы ДНК можно посмотреть на узле Всемирной Паутины http://c3.biomath.mssm.edu/knex/dna.models.knex.html
По завершении работы вы получите часть молекулы ДНК, содержащую 48 пар оснований. В длину она составит около 1 м.
Получившаяся модель немного отличается от настоящей ДНК. В модели каждый синий стержень находится под углом 20° к предыдущему стержню, тогда как водородные связи в настоящей ДНК параллельны в пределах 6°. Однако модель показывает отдельные повороты спирали, большую и маленькую бороздки и парные основания А-Т и Ц-Г Уотсона—Крика.
При сборке данной модели вы сможете увидеть действие lac-оперона по расщеплению двух нитей ДНК в ходе репликации и работу рестрикционных ферментов, разрезающих ДНК в определенных местах благодаря «подгонке» этих ферментов к молекулам.