Структура ДНК.

  Американський вчений Е. Чаргафф досліджуючи склад ДНК, виявили такі заканомірності кількісного вмісту залишків азотистих основ у її молекулі: число аденінових залишків у будь-якій молекулі ДНК дорівнює числу тимінових (А=Т), а гуанінових- числу цитозинових (Г=Ц). Сума аденінових і гуанінових залишків дорівнює сумі тимінових і цитозінових (А+Г=Т+Ц).

  У 1953 році американський біохімік Дж. Уотсон та англійський генетик Ф.Крик запропонували модель просторової структури ДНК. Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, сполучених між собою водневими зв'язками. Ці зв'язки виникають між двома нуклеотидами, які доповнюють один одного за розмірами. Оскільки розміри А і Г більші, ніж Т і Ц, то А завжди сполучається з Т (між ними виникають два водневих зв'язки), а Г – із Ц (між ними виникають три водневих зв'язки). Згідно із запропонованою моделлю, два полінуклеотидні ланцюги ДНК обвивають один одного, утворюючи закручену праворуч спираль (вторинна структура ДНК). За певних умов відбувається денатурація ДНК- розривання зв'зків між комплементарними нітратними основами різних полінуклеотидних ланцюгів. При цому ДНК повністю або частково розпадається на окремі ланцюги, через що втрачає свою біологічну активність. Денатурована ДНК після припинення дії факторів, які її спричиняють, може поновити  свою структуру завдяки відновленню водневих зв'язків  між комплементарними нуклеотидами ( процес ренатурації ДНК).

Функції ДНК.

Одиницею спадковості всіх організмів є ген – ділянка молекули ДНК. Він несе спадкову інформацію про структуру певного білка або нуклеїнової кислоти. ДНК зберігає спадкову інформацію в організмі та забезпечує її передачу дочірним клітинам під час поділу матерінської.

Рибонуклеїнові кислоти.

Молекули РНК мають подібну до ДНК будову, але складаються з одного ланцюга. Відомо 3 типи РНК: інформаційна, транспортна та рибосомна.

Інформаційна РНК є копією  певної ділянки молекули ДНК. Вона переносить спадкову інформацію від ДНК до місця синтезу молекули білка, а також бере участь у її збиранні.

Транспортна РНК приєднує до себе амінокислоти і переносить  їх до місця  синтезу  білкової молекули. Кожну амінокислоту транспортує специфічна тРНК.

Транспортна РНК має постійну вторинну структуру, яка за формою нагадує листок конюшини. Така просторова структура зумовлена водневими зв'язками між комплементарними нуклеотидами. Біля верхівки такого листка розташовані три нуклеотиди, що визначають яку саме амінокислоту слід транспортувати. Сама амінокислота приєднується за допомогою ковалентного зв'язку.

Рибосомна РНК входить до складу  особливих органел  клітин-рибосом. Взаємодіючи з білка, рРНК виконує структурну функцію і бере участь у синтезу білків.

АТФ.

Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) за будовою подібна до нуклеотидів, із яких складаються РНК. АТФ складається з залишків нітратної основи (аденіну), вуглеводу (рибози) та трьох залишків фосфатної кислоти. У її високоенергетичних хімічних зв'язках запасається енергія. Під час розщеплення  молекули АТФ виділяється  велика кількість енергії.Тому молекула АТФ є  універсальним хімічним акумулятором енергії в клітині.

Алкалоїди та антибіотики.

 Алкалоїди – органічні сполуки переважно рослинного походження, які часто містять Нітроген. Більшість з них отруйні для тварин та людини, а деякі    здатні справляти на організм  наркотичну дію (нікотин, морфин). Аокалойди захищають  рослини від виїдання їх тваринами. Використовують у медицині. Хінін застосовують при лікуванні малярії.

Антибіотики – біологічно активні сполуки, які виробляють  мікроорганізми.

Людина застосовує їх для лікування хвороб, які спричиняють            хвороботворні бактерії або гриби (пеніцилін, ністатин).

Будова і функції клітини.

Зовнішня клітинна мембрана.

  Зовні клітина вкрита мембраною. Це щільна плівка із ліпідів і білків. Молекули білків розташовані упорядковано – перпендикулярно до поверхні, у два шари так, що частини їхньої молекули, які активно    взаємодіють  з водою (гідрофільні), спрямовані назовні, а частини, які   інертні до води (гідрофобні), - всередину мембрани. Молекули білка розташовані не суцільним шаром на поверхні ліпідного каркаса з обох його боків. Частина білків занурена у ліпідний шар, а деякі з них пронизують його наскрізь, утворюючи ділянки, через які проходить вода. Ці білки виконують різні функції: одні з них – ферменти, інші – транспортні білки.

  Одна з основних властивостей біологічної мембрани – це її вібіркрва проникність – одні речовини проходять  через неї важко, інші легко і навіть у бік більшої концентрації. Для більшості клітин концентрація іонів Na всередині клітини нижча, ніж у навколишньому середовищі. Для іонів К характерне протилежне співвідношення: їхня концентрація всередині клітини вища, ніж зовні. Через це іони Na завжди намагаються проникнути в клітину, а іони К – вийти назовні. Вирівнюванню концентрації  цих іонів перешкоджає дія  особливої системи клітинної мембрани, яка виконує роль насоса, що відкачує іони Na із клітини і одночасно накачує іони К всередину (натрій-калієвий насос).

  У клітин поглинання речовин відбувається шляхом фагоцитозу і піноцитозу. При фагоцитозі гнучка зовнішня мембрана утворює невеликі  заглибини, куди потрапляє заповнювальна тверда частинка. Це заглиблення постуцпове збільшується, стає глибшим, і частинки, які потрапили в неї, занурюються всередину клітини. Анологічно відбувається і поглинання клітинами рідин, які містять необхідні клітині речовини. Це явище було назване піноцетозом (гр. піно – п`ю, цитос - клітина).

         За допомогою зовнішніх мембран здійснюються різні типи міжклітинних контактів, тобто зв`язок між окремими клітинами. 

         Цитоплазма.

         Внутрішній вміст  клітини (протоплазма) ділиться на цитоплазму і ядро. Цитоплазма – це основна за об`ємом частина клітини. За фізичними властивостями це напіврідка маса колоїдної структури, в якій знаходитья органоїди клітини мембранної (ендоплазматична сітка, мітохондрії, пластиди, комплекс Гольджі, лізосоми) і немембранної ( рибосоми, центріолі клітиного центру) будови. Агрегатний стан цитоплазми може бути різним: рідким – золь і в`язким – гель.

         Під електронним мікроскопом було встановлено, що в цитоплазмі всіх клітин тваринного і рослинного походження є складні системи мембран, які часто розташовуються паралельно одна до одної. Ці системи мембран отримали назву ендоплазматичні сітки. Мембрани обмежують дуже розгалужену взаємоз`вязану систему канальців, щілин і міхурців, яка з`єднує різі ділянки клітини. Ендоплазматичні мембрани бувають двох типів: гладенькі (агранулярні) і шершаві (гранулярні; див. рис. 1.1, 7 і 8). Сітки останніх несуть на собі багато рибо