Вопросы для самоконтроля к главе 4 «Биосинтез белка»

1. Дайте определение понятиям «триплет», «кодон», «антикодон».

2. Где в клетке синтезируется белок?

3. Что такое транскрипция?

4. Что такое трансляция?

5. Что такое ген?

6. Что такое оперон?

Глава 5 Биологический катализ. Ферменты

Все химические процессы в клетке ускоряются специальными биологическими катализаторами, которые называются ферментами или энзимами. Таким образом, ферменты – это вещества, которые повышают скорость химических реакций, протекающих в живых организмах, при этом они не расходуются. В настоящее время известно более 3200 ферментов.

Ферменты имеют белковую природу (за исключением некоторых молекул РНК, способных к автокатализу и называемых «рибозимами»), им присущи все свойства белков.

Ферменты, выполняя функцию катализатора, подчиняются общим законам катализа и обладают всеми свойствами неорганических катализаторов:

а) повышают скорость реакции, понижая энергию активации (Рис.17).

Рис.17. Диаграмма изменения энергии реакции без фермента Еа (сплошная линия) и с ферментом Еа` (пунктирная линия)

Энергия активации - это дополнительное количество энергии, необходимое молекулам вещества, чтобы они вступили в реакцию. Снижение энергии активации связано с многостадийностью протекания ферментативных реакций, которые идут не в один этап, а ступенчато, через несколько промежуточных реакций. Активационный барьер реакции разбивается при этом на несколько более низких барьеров каждой промежуточной реакции, которые легче преодолеть, чем один большой активационный барьер;

б) катализируют только энергетически возможные реакции, т.е ферменты ускоряют реакции, которые могут протекать и без катализатора, но с малой скоростью;

в) увеличивая скорость реакции, они не расходуются в процессе катализа и не претерпевают необратимых изменений, выходя из реакции в первоначальном виде;

г) не смещают химического равновесия, а лишь ускоряют его достижение, т.к. в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции.

От неорганических катализаторов ферменты отличаются:

а) высокой эффективностью действия. Скорость ферментативных реакций в 10⁶-10¹² раз выше, чем соответствующих реакций, катализируемых неорганическими катализаторами;

б) действуют в мягких условиях клетки: физиологическом значении рН, температуре тела и постоянном атмосферном давлении, тогда как химические катализаторы действуют, как правило, в жестких условиях;

в) обладают высокой специфичностью действия (избирательностью) т.е. способностью взаимодействовать лишь с одним или несколькими субстратами

г) обладают способностью к регуляции.

Ферменты, как и белки, делятся на простые (представлены только белковой молекулой) и сложные, которые помимо белковой части, называемой апоферментом, содержат еще небелковую часть (кофактор). Если кофактор прочно связан с апоферментом, он называется простетической частью, при непрочном связывании – коферментом. Кофермент может существовать самостоятельно, не проявляя заметной каталитической активности, и рассматривается как второй субстрат.

Механизм действия ферментов.