Макромолекулы. Биологии человека презентация

Содержание

БАЗА ЗНАНИЙ ПО БИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: СОДЕРЖАНИЕ Физиология Клеточная биология Генетика Биохимия Эндокринология Иммунология Молекулярная биология Репродукция и развитие Патологии Молекулярная эволюция Биология сенсорных систем http://humbio.ru/humbio/molbio МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Белки Нуклеиновые кислоты

Слайд 1МАКРОМОЛЕКУЛЫ

Слайд 2БАЗА ЗНАНИЙ ПО
БИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА
БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: СОДЕРЖАНИЕ
Физиология
Клеточная биология
Генетика
Биохимия
Эндокринология
Иммунология
Молекулярная биология
Репродукция и развитие
Патологии
Молекулярная эволюция
Биология сенсорных систем
http://humbio.ru/humbio/molbio
МОЛЕКУЛЯРНАЯ

БИОЛОГИЯ
Белки
Нуклеиновые кислоты
Транскрипция
Трансляция
Репликация ДНК
Сплайсинг РНК
Репарация ДНК
ГЕННАЯ И БЕЛКОВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, ИСКУССТВЕНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
БИОИНФОРМАТИКА

Слайд 4От клетки – к организму
Организм человека образован около 200 типами клеток
Все

клетки содержат одинаковую генетическую информацию
Клетки имеют общий план строения
Различные клетки имеют особенности, специфические белки и функции, как следствие дифференциальной активности генов

Слайд 5Идентичный геном, но разный протеином

Слайд 6 Макромолекулы=биполимеры
Типы
Структура
Локализация
Биогенез
Свойства
Функции
Взаимодействия

Слайд 7Макромолекулы обладают сложной и точно детерминированной структурой, имеют уникальные свойства и

осуществляют большинство функций клетки

Сборка клеточных мембран
Катализ химических превращений
Движение
Клеточный метаболизм
Наследственность
Сообщение между клетками
Клеточные контакты

Слайд 8Б Е Л К И
Составляют до 50% сухого веса клетки

Отличаются огромным

разнообразием – гетерогенностью

Строение и функции белков запрограммированы в ДНК

Определяют структуру и жизнедеятельность клетки

Слайд 9Классификация белков
По составу: простые

сложные
По структуре: фибриллярные
глобулярные
По функциям: структурные
ферменты
гормоны
транспортные
защитные
сократительные
запасные

Слайд 10Мономеры белков - аминокислоты
Каждая аминокислота состоит из двух частей:
Консервативная (аминогруппа

и карбоксильная группа);
Вариабильная (радикал).

Слайд 11Структура белков

Слайд 12Первичная структура белков
Элементарный уровень организации

Определяется последовательностью аминокислот, которая является специфичной и

генетически запрограммированной

Полипептидная цепь аминокислот, соединенных при помощи прочной ковалентной пептидной связи

Слайд 13Аминокислоты соединяются между собой при помощи пептидной связи, которая образуется между

α-аминогруппой одной аминокислоты и α-карбоксильной группой другой аминокислоты.

Слайд 14Вторичная структура белков
Образуется при помощи водородных связей

Представлена α-спиралями и β-слоями

Упаковываясь компактно,

α-спирали и β-слои образуют домены



Слайд 15α-спирали и β-слои
α-спирали образуются при закручивания полипептидной цепи за счет определенных

аминокислот
Примеры: кератин, миозин

β-слои образуются в результате параллельного расположения участков полипептидной цепи и служат основой организации глобулярных белков
Примеры: фиброин, коллаген

Слайд 16Третичная структура
Обеспечивается при помощи водородных, дисульфидных и ионных связей, а также

гидрофобных взаимодействий.

Обеспечивает свертывание полипептидных цепей в компактную глобулу.

Основой ее является домены.

Примеры: миоглобин, глобулины, ферменты.

Слайд 17Конформационные переходы
Домен – компактный участок белка (100-400 АА) со специфической функцией;

кодируется одним экзоном.

Слайд 18Четвертичная структура
Является результатом объединения нескольких полипептидных цепей, удерживаемых за счет гидрофобных

взаимодействий.
Примеры: гемоглобин, оболочка некоторых вирусов.

Слайд 19Примеры четвертичной структуры

Слайд 20Денатурация и ренатурация белков
Денатурация – это процесс утраты трехмерной конформации, присущей

данной белковой молекуле, и, вследствие этого, биологических функций.
Факторы денатурации:
нагревание, облучение, действие сильных кислот, щелочей и тяжелых металлов, органических растворителей и детергентов.

Ренатурация – это процесс восстановления утраченной структуры белка.

Слайд 21Функции белков

Слайд 22Промышленное получение терапевтических белков



Слайд 23Carticel www.carticel.com

Слайд 25NeuroCell

Слайд 26Био-нанотехнологии
это сборка из атомов и молекул нано-машин, то есть
мельчайших образований с

заранее запрограммированными свойствами и
"умениями".

Слайд 27Использование нано-роботов
Современная диагностика
Доставка лекарственных препаратов
Восстановление повреждений на клеточном уровне
Обнаружение патологических клеток

Слайд 28Био-наноробот состоит как минимум из трех модулей:
- транспортный модуль (именно он

переносит активные молекулы наноробота через желудок в кровяное русло без разрушения желудочным соком)

- ферментативный модуль с целым комплексом протеаз. Предназначен для разрушения всех известных белков нежизнеспособных клеток человека. При этом, обладая избирательностью, не затрагиваются здоровые, выполняет роль "молекулярного хирурга", разрушая белки нежизнеспособных или мертвых клеток и растворяя тромбы в сосудах

- нуклеиновый модуль со специально подобранными и очищенными фрагментами ДНК лососевых рыб (12,5 мг), оказывает мощное регуляторное воздействие на весь организм человека через активацию работы костного мозга и так называемые "стволовые клетки" .

Слайд 29Нуклеиновые кислоты
Линейные биополимеры,
состоящие из нуклеотидов
2 типа: ДНК и РНК
Имеют

несколько уровней организации, характеризующихся определенными связями и особенностями.

Слайд 30James Watson şi Francis Crick
Rosalind Franklin
Maurice Wilkins

Слайд 31Нуклеотиды - мономеры нуклеиновых кислот

Слайд 32Нуклеотид состоит из трех элементов
Азотсодержащее основание
Пентоза
Фосфатная группа

Слайд 33Азотистые основания

Слайд 345-углеродный сахар - пентоза
РНК
ДНК

Слайд 35Мономеры ДНК:
4 типа дезоксирибонуклеотидов (dNTP→dNMP)
dATP → dAMP
dGTP → dGMP
dCTP

→ dCMP
dTTP → dTMP
Мономеры РНК:
4 типа рибонуклеотидов (NTP→NMP)
ATP → AMP
GTP → GMP
CTP → CMP
UTP → UMP

Слайд 36Мономер ДНК
N
P
P
P



3’
C
C
C
C
C
O
2’
4’
5’
1’
α
β
γ



Слайд 37Первичная структура ДНК
Цепь нуклеотидов, соединенных прочной ковалентной фосфодиэфирной связью между 3‘атомом

С одной пентозы и 5‘-С другой пентозы.


Слайд 38 5' GCGT ... 3‘

Слайд 39Вторичная структура ДНК
Двойная спираль из двух антипараллельных цепей, соединенных водородными связями

на уровне азотистых оснований





В основе лежит принцип комплементарности

Слайд 40Принцип комплементарности

Слайд 41Комплементарность определяет:
Стабильность молекулы ДНК
Механизм репликации
Механизм транскрипции
Механизм рекомбинации
Механизм репарации ДНК

Слайд 42Существует несколько типов спиралей ДНК, которые отличаются наклоном основания к центральной

оси, количеством нуклеотидов в одном витке и направлением закрученности

Слайд 43Третичная структура ДНК
Образуется при взаимодействии ДНК с белками при помощи водородных

и электростатических связей.

Слайд 44Свойства ДНК
Репликация
Репарация
Денатурация и ренатурация
Спирализация, суперспирализация и деспирализация
Гетерогенность последовательностей
Гибкость (пластичность) молекулы
Перемещение (миграция)

в электрическом поле
Гибридизация

Слайд 45Функции ДНК
Хранение генетической информации
- 98% в ядре, 2% в

митохондриях
Передача генетической информации
- от клетке к клетке, от поколения к поколению (митоз, мейоз)
Реализация генетической информации
ДНК → мРНК → белок

Слайд 46Джеймс Уотсон, американский биолог, лауреат Нобелевской премии 
«Было принято считать, что наша

судьба скрыта в наших звездах. Однако теперь мы точно знаем, что она записана в наших генах»

Слайд 47Особенности ДНК прокариот
Располагается в цитоплазме, в виде нуклеоида (1 центральная молекула

и плазмиды)

Небольшая кольцевая молекула

Ассоциируется с основными белками

Прикрепляется к плазматической мембране

Реплицируется постоянно

Большинство последовательностей уникальные.

Слайд 48Особенности ДНК эукариот
В ядре (98%) и митохондриях (2%)
Длинная линейная молекула
Ассоциируется с

гистоновыми и негистоновыми белками, образуя хроматин
Много молекул (у человека 46)
Реплицируется в фазе S клеточного цикла
Характеризуется гетерогенностью (содержит уникальные и повторяющиеся последовательности)

Слайд 49Особенности митохондриальной ДНК
Располагается в митохондриях (по 2-10 молекул)
Количество врьирует и зависит

от типа и физиологического состояния клетки
Кольцевая молекула
Состоит из двух цепей: H (тяжелой) и L (легкой)
Содержит 37 генов
Геном компактный и состоит, в основном, из кодирующих последовательностей

Слайд 50Уровни организации РНК
Первичная структура – полинуклеотидная цепь, соединенных фосфорнодиэфирной связью;

- определяется структурой ДНК, с которой транскрибирована



Вторичная структура – пространственная конфигурация молекулы (характерна для тРНК и рРНК).

рРНК

тРНК

Слайд 51Типы и функции РНК
мРНК – перенос ГИ, матрица для синтеза белка
тРНК

– транспорт аминокислот, декодирование ГИ
рРНК – входит в состав рибосом и обеспечивает синтез белка
гяРНК – промежуточный продукт созревания мРНК
мяРНК – участвует в процессе созревания мРНК

Слайд 52Типы и функции РНК
мРНК – перенос ГИ, матрица для синтеза белка
тРНК

– транспорт аминокислот, декодирование ГИ
рРНК – входит в состав рибосом и обеспечивает синтез белка
гяРНК – промежуточный продукт созревания мРНК
мяРНК – участвует в процессе созревания мРНК

Слайд 53рРНК

Слайд 55мяРНК (snRNA) Малые ядерные РНК
- oбнаруживаются в ядре;
- всегда связаны с

белками, формируя малые ядерные
рибонуклеопротеиновые частицы (snurp).
cодержат большое количество уридина (U1,U2, …U12).
pазмер от 90-300 нуклеотидов.

Функции:
1. Участвуют в процессинге пре-мРНК.
2. Расщепление полицистронных мРНК.
3. Поддержание целостности теломер.
4. Регуляция транскрипции.

Слайд 56мцРНК (scRNA) Малые цитоплазматические РНК
Различные по происхождению и функции малые РНК, размером


от 20-200 нуклеотидов, функционирующие в цитоплазме и
участвующие в РНК-интерференции (siRNA, miRNA, рiwiRNA).

Слайд 57миРНК (siRNA) малые интерферирующие РНК
миРНК получаются из протяженной двуцепочечной РНК
(dsRNA), последняя

возникает в клетке в результате:

1. Работа РНК-зависимых РНК-полимераз.
2. Двунаправленная транскрипция генов (транскрипция с обеих антипараллельных цепей).
3. Транскрипция регионов, содержащих инвертированные
повторы.
4. РНК содержащие вирусы.
5. Искусственные генетические конструкции.

Малые интерферирующие РНК осуществляют деградацию мРНК
(запуская РНК-интерференцию) и/или модификацию хроматина.

Слайд 58микроРНК (miRNA)
-образуются из крупных
первичных транскриптов, которые
имеют частично комплементарные


области (инвертированные повторы),

- вызывают трансляционную репрессию или
деградацию мРНК.

По оценкам 1% генов представлен генами
миРНК, которые регулируют до 30%
структурных генов.

Слайд 59Эти удивительные микроРНК…
Описаны впервые в 1993 году
Состоят из 19-24 нуклеотидов
Не кодируют

белки
В 2002 было известно 218 микроРНК, в 2007 – 5071…
Точные функции неизвестны до сих пор, регулируют экспрессию генов ???
В геноме человека – более 400 типов микроРНК

Слайд 60Значение микроРНК
Играют важную роль в развитии многих заболеваний (рак, болезни метаболизма,

вирусные инфекции, аутоиммунные заболевания, аллергические болезни и др.)

Биомаркеры в ранней диагностике

Мишени в генной терапии

Слайд 61МикроРНК ингибирует выработку инсулина
МикроРНК помогут в лечении онкологических заболеваний
МикроРНК помогает обнаружить

рак поджелудочной железы (01.02.07)
МикроРНК помогут в лечении хронического лейкоза
Белок р53 “заказывает” опухоль маленьким киллерам – микроРНК (05.06.07)
МикроРНК спасает от кокаиновой зависимости (21.01.2012)

Слайд 62СТРУКТУРА
СВОЙСТВА
ФУНКЦИИ
клетки
Базируются на
молекулярной
основе
ДНК– содержит информацию
РНК– синтез белков
Белки– обеспечивают
жизнедеятельность

Слайд 63Взаимоотношения макромолекул в клетке
ДНК
РНК
Белки

Слайд 64Функции молекулы
✍ ✌ • • ☞ ☟ •
Связь: строение – среда

- функции

Слайд 65Качество ДНК
Качество внутриклеточных и внеклеточных белков
Качество и продолжительность жизни человека
Знание НК

и белков – ключ к успеху медицины XXI века!!!

Слайд 66Тема следующей лекции:
Биологические мембраны

Похожие презентации

Лемминг норвежский 298
Абутилон. Бегония. Драцена. Сансевиерия. Хемодория 524
Охрана животных 293
Информация и цивилизация 286
Введение. Биология как наука. Уровни организации живой материи. Критерии живых систем 469
Asortyment roślin do zasuszania 375

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика