Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
1. Какие органические вещества способны к образованию гелей? Как на практике люди используют это свойство? Какое значение для клетки имеет процесс гелеобразования? Приведите примеры.
Исследователи из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) создали новый класс белков, которые способны самостоятельно собираться в гель.
Этот гель представляет собой макромолекулярные белковые сети, погружённые в воду. При добавлении белков в ёмкость их подключение к растущей сети происходит автоматически, за счёт специальных концевых молекул-модулей, обеспечивающих стыковку.
Эти концевые модули могут быть трёх разных видов, и "сконструированы" так, чтобы притягивать друг друга. Так что каждая молекула в сети соединена с тремя соседями.
В середине нового искусственного белка учёные научились размещать произвольный набор аминокислот, способных выдавать определённые биохимические сигналы живым клеткам. В частности, это сигналы для поощрения дифференциации и роста клеток нужного типа.
Дисперсные системы могут быть свободнодисперсными и связнодисперсными в зависимости от отсутствия или наличия взаимодействия между частицами дисперсной фазы. К свободнодисперсным системам относятся аэрозоли, лиозоли, разбавленные суспензии и эмульсии. Они текучи. В этих системах частицы дисперсной фазы не имеют контактов, участвуют в беспорядочном тепловом движении, свободно перемещаются под действием силы тяжести. Связнодисперсные системы - твердообразны, они возникают при контакте частиц дисперсной фазы, приводящим к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такая структура ограничивает текучесть дисперсной системы и придаёт ей способность сохранять форму. Подобные структурированные коллоидные системы называют гелями. Переход золя в гель, происходящий в результате понижения устойчивости золя, называют гелеобразованием (или желатинированием). Сильно вытянутая и плёночно-листочковая форма дисперсных частиц повышает вероятность контакта между ними и благоприятствует образованию гелей при малой концентрации дисперсной фазы. Порошки, концентрированные эмульсии и суспензии (пасты), пены - примеры связнодисперсных систем. Почва, образовавшаяся в результате контакта и уплотнения дисперсных частиц почвенных минералов и гумусовых (органических) веществ, также представляет собой связнодисперсную систему.
Сплошную массу вещества могут пронизывать поры и капилляры, образующие капиллярнодисперсные системы. К ним относятся, например, дерево, разнообразные мембраны идиафрагмы, кожа, бумага, картон, ткани.
2. Витамин В12, строение, участие в построении ферментов. Роль кишечных бактерий в биосинтезе витамина.
Цианокобаламин относится к водорастворимым витаминам. Впервые был выделен в 1948 году.
Витамин В12 всасывается в желудочно-кишечном тракте только при наличии так называемого "внутреннего фактора" - гликопротеина, вырабатываемого эпителием кишечника. В отсутствии внутреннего фактора и кальция витамин не может пройти через слизистые оболочки кишечника и поступить в кровь. В результате возникает дефицит витамина В12, который вызывает злокачественную анемию, поражение мозга и периферической нервной системы.
До начала ХХ века причина злокачественной анемии была неизвестна, и болезни всегда заканчивалась смертельным исходом. В 1926 году и установили, что улучшение наступает при употреблении в пищу печени, которая содержит вещество, необходимое для образования эритроцитов в организме человека. Это вещество оказалось цианокобаламином.
В наше время больные злокачественной анемией, как правило, проходят курс инъекций витамина В12 каждые три месяца на протяжении всей жизни.
Витамин В12 имеет сложное строение: его молекулы содержат атом кобальта и цианогруппу. В организме человека этот витамин необходим для образования нуклеиновых кислот и некоторых аминокислот (холина и др.).
Витамин В12 обладает высокой биологической активностью. Он стимулирует рост, нормальное кроветворение и созревание эритроцитов, нормализует функции печени и состояние нервной системы. Требуется для нормального пищеварения. Поддерживает нормальное функционирование нервной системы. Обладает выраженной способностью уменьшать отложение жира во внутренних органах.
Улучшает кровообращение, память и уравновешенность. Снимает возбудимость и ослабление памяти.
Недостаток этого витамина приводит к злокачественному малокровию. У вегетарианцев, которые не едят мяса, яиц или молочных продуктов, может наблюдаться дефицит витамина В12, так как он содержится в основном в продуктах животного происхождения. Такому же риску подвергаются те, кто перенес операции на желудке и кишечнике.
Симптомами недостатка витамина В12 являются "жжение в языке", язвы на языке, плохая усвояемость пищи, снижение массы тела, заметное похудение, онемение конечностей, слабость, расстройство зрения.
У пожилых людей могут развиться нервно-психические недомогания: галлюцинации, потеря памяти, нервозность, звон в ушах, потеря чувства равновесия.
Дефицит витамина В12 возникает чаще всего в связи с заболеваниями желудка или кишечника, вследствие чего нарушается извлечение из пищи и всасывание содержащегося в ней цианокобаламина.
На основании ряда работ было установлено, что в печени животных содержится вещество, регулирующее кроветворение и обладающее лечебным действием при злокачественной (пернициозной) анемии у людей. Уже однократная инъекция нескольких миллионных долей грамма этого вещества вызывает улучшение кроветворной функции. Это вещество получило название витамина В12, или антианемического витамина. Применение препаратов витамина В12 с лечебной целью обнаружило интересную особенность: витамин В12 оказывает антианемическое действие при злокачественном малокровии только в том случае, если его вводят парентерально, и, наоборот, он малоактивен при применении через рот. Однако если давать витамин В12 в сочетании с нейтрализованным нормальным желудочным соком (который сам по себе не активен), то наблюдается хороший лечебный эффект. читают, что у здоровых людей желудочный сок содержит белок – мукопротеид - «внутренний фактор» Касла, который соединяется с витамином В12 («внешний фактор»), образуя новый, сложный белок. Витамин В12, связанный в таком белковом комплексе, может успешно всасываться из кишечника. При отсутствии «внутреннего фактора» всасывании витамина В12 резко нарушается. У больных злокачественной анемией в желудочном соке белок, необходимый для образования комплекса с витамином В12, отсутствует. В этом случае всасывание витамина В12 нарушается, уменьшается количество витамина, поступающего в ткани животного организма, и таким путем возникает состояние авитаминоза. Эти данные представили новое объяснение связи, которая существует между развитием злокачественной анемии и нарушением функции желудка. Пернициозная анемия хотя и является авитаминозом, но возникает на почве органического заболевания желудка - нарушения секреции слизистой оболочкой желудка «внутреннего фактора» Касла. По-видимому, витамину В12, точнее кобамидным коферментам, принадлежит важнейшая роль в синтезе, а возможно, и в переносе подвижных метильных групп. В процессах синтеза и переноса одно-углеродистых фрагментов наблюдается связь (механизм которой ещё не выяснен) между фолиевыми кислотами и группой кобаламина. Предполагают, что витамин В12 участвует также в ферментной системе.
3. Биологическое значение интерфазы.
Функция воспроизведения и передачи генетической информации обеспечивается в ходе клеточного цикла. Клеточный цикл - совокупность явлений между двумя последовательными делениями клетки или между ее образованием и гибелью. Клеточный цикл включает собственно митотическое деление и интерфазу - промежуток между делениями. Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического материала (синтезу ДНК) и его распределению между дочерними клетками.
Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок - хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. Интерфаза значительно более длительна, чем митоз (обычно занимает не менее 90% всего времени клеточного цикла) в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 - 20 ч, и подразделяется на три периода: пресинтетическип или постмитотический (G1), синтетический (S) и постсинтетический или премитотический (G2).
1. Пресинтетический или постмитотический (G1) период (от англ. gap - промежуток) наступает сразу же после митотического деления клетки и характеризуется активным ростом клетки и синтезом белка и РНК, благодаря чему клетка достигает нормальных размеров и восстанавливает необходимый набор органелл. G1 - период длится от нескольких часов до нескольких дней. В течение этого периода синтезируются особые "запускающие" белки (trigger proteins), или активаторы S-периода. Они обеспечивают достижение клеткой определенного порога (точки R - рестрикции или ограничения), после которого она вступает в S-период.
Контроль, осуществляемый на уровне точки R (при переходе из G1 в S), ограничивает возможность нерегулируемого размножения клеток. Проходя эту точку, клетка переключается на последующую регуляцию внутренними факторами клеточного цикла, которая обеспечивает закономерное завершение ее деления.
Если клетка не достигает точки R, она выходит из цикла и вступает в период репродуктивного покоя (G0) для того, чтобы (в зависимости от причин остановки): (1) дифференцироваться и выполнять свои специфической функции, (2) выжить в условиях недостаточности питательных веществ или факторов роста, (3) осуществить репарацию поврежденной ДНК. Клетки одних тканей при соответствующей стимуляции вновь способны возвращаться из периода (G0) в клеточный цикл, других - утрачивают эту способность по мере дифференцировки/
2. Синтетический (S-) период характеризуется удвоением содержания (репликацией) ДНК и синтезом белков, в частности, гистонов, которые поступают в ядро из цитоплазмы и обеспечивают нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК. В результате происходит удвоение числа хромосом. Одновременно удваивается число центриолей. S-период длится у большинства клеток 8-12 часов.
3. Постсинтетический или премитотический (G2-)период следует за S-периодом и продолжается вплоть до митоза (часто обозначаемого буквой М). В течение этого периода клетка осуществляет непосредственную подготовку к делению. Происходит созревание центриолей, запасается энергия, синтезируются РНК и белки (в частности, тубу-лин), необходимые для процесса деления. Длительность G2-периода составляет 2-4 часа. Возможность выхода клетки из G2-периода в G0-neриод с последующим возвращением в G2-период в настоящее время большинством авторов отрицается.
Контроль вступления клетки в митоз осуществляется двумя специальными факторами с противоположно направленными эффектами. Митоз тормозится до момента завершения репликации ДНК М-задерживающим фактором и индуцируется М-стимулирующим фактором. Действие последнего проявляется лишь в присутствии других белков - циклинов (синтезируются на протяжении всего цикла и распадаются в середине митоза).
4. Значение фотосинтеза. Фотосинтетические организмы.
ФОТОСИНТЕЗ, образование живыми растительными клетками органических веществ, таких, как сахара и крахмал, из неорганических – из СО2 и воды – с помощью энергии света, поглощаемого пигментами растений. Это процесс производства пищи, от которого зависят все живые существа – растения, животные и человек. У всех наземных растений и у большей части водных в ходе фотосинтеза выделяется кислород. Некоторым организмам, однако, свойственны другие виды фотосинтеза, проходящие без выделения кислорода.
Главную реакцию фотосинтеза, идущего с выделением кислорода, можно записать в следующем виде:
К органическим веществам относятся все соединения углерода за исключением его оксидов и нитридов. В наибольшем количестве образуются при фотосинтезе такие органические вещества, как углеводы (в первую очередь сахара и крахмал), аминокислоты (из которых строятся белки) и, наконец, жирные кислоты (которые в сочетании с глицерофосфатом служат материалом для синтеза жиров). Из неорганических веществ для синтеза всех этих соединений требуются вода (Н2О) и диоксид углерода (СО2). Для аминокислот требуются, кроме того, азот и сера. Растения могут поглощать эти элементы в форме их оксидов, нитрата (NO3–) и сульфата (SO42–) или в других, более восстановленных формах, таких, как аммиак (NH3) или сероводород (сульфид водорода H2S). В состав органических соединений может включаться при фотосинтезе также фосфор (растения поглощают его в виде фосфата) и ионы металлов – железа и магния. Марганец и некоторые другие элементы тоже необходимы для фотосинтеза, но лишь в следовых количествах.
У наземных растений все эти неорганические соединения, за исключением СО2, поступают через корни. СО2 растения получают из атмосферного воздуха, в котором средняя его концентрация составляет 0,03%. СО2 поступает в листья, а О2 выделяется из них через небольшие отверстия в эпидермисе, называемые устьицами. Открывание и закрывание устьиц регулируют особые клетки – их называют замыкающими – тоже зеленые и способные осуществлять фотосинтез. Когда на замыкающие клетки падает свет, в них начинается фотосинтез. Накопление его продуктов вынуждает эти клетки растягиваться. При этом устьичное отверстие открывается шире, и СО2 проникает к нижележащим слоям листа, клетки которых могут теперь продолжать фотосинтез. Устьица регулируют и испарение воды листьями, т. н. транспирацию, поскольку большая часть водяных паров проходит именно через эти отверстия.
Водные растения добывают все необходимые им питательные вещества из воды, в которой живут. СО2 и ион бикарбоната (HCO3–) тоже содержатся и в морской, и в пресной воде. Водоросли и другие водные растения получают их непосредственно из воды.
Свет в фотосинтезе играет роль не только катализатора, но и одного из реагентов. Значительная часть световой энергии, используемой растениями при фотосинтезе, запасается в виде химической потенциальной энергии в продуктах фотосинтеза. Для фотосинтеза, идущего с выделением кислорода, в той или иной мере пригоден любой видимый свет от фиолетового (длина волны 400 нм) до среднего красного (700 нм). При некоторых видах бактериального фотосинтеза, не сопровождающегося выделением O2, может эффективно использоваться свет с большей длиной волны, вплоть до дальнего красного (900 нм).
3500 миллионов лет назад фотосинтетические бактерии сформировали на отмелях колонии, называемые "строматолитами". У этих организмов развилась способность использовать солнечный свет для превращения двуокиси углерода (углекислого газа) и воды в энергию химических связей с выделением кислорода как побочного продукта реакции. По мере распространения таких фотосинтезирующих организмов в течение сотен миллионов лет содержание кислорода в атмосфере постепенно повышалось. Для анаэробных бактерий, на тот момент основной жизненной формы на Земле, кислород был смертельно ядовит. И бактерии либо скрывались в недоступных для воздуха местах, либо подверглись радикальным адаптивным изменениям. В настоящее время анаэробные формы жизни все еще существуют. Они обитают глубоко в почве и в других местах, куда не проникает атмосферный воздух. Но основная часть живых организмов Земли (включая людей) ведут свое происхождение от организмов, адаптировавшихся к атмосфере, богатой кислородом. Предки эукариот (клеток с ядерной мембраной) решили проблему с кислородом наиболее рациональным с эволюционной точки зрения путем (Kimble, 1994). У них не произошло изменения собственной физиологии. Вместо этого они вступили в симбиотические отношения со значительно более мелкими бактериями, у которых уже существовали биохимические механизмы метаболизма кислорода. От этих утилизирующих кислород бактерий произошли митохондрии, которые обитают в наших клетках. Митохондрии сохранили независимость размножения от вмещающих их клеток, несмотря на 1800 миллионов лет совместной эволюции. Функция этих удачно интегрированных органелл - утилизация кислорода с целью получения энергии. Митохондрии жизненно важны для функционирования эукариотических клеток.
В процессе сходной симбиотической ко-эволюции фотосинтетические бактерии, внедрившиеся в более крупные клетки, стали предками органелл зеленых растений. Эти органеллы называются хлоропластами (Kimble, 1994). Имея и хлоропласта, и митохондрии, растения стали способны к образованию первых многоклеточных организмов, например водорослей длиной около 1 мм. Это произошло 1300 миллионов лет назад. 300 миллионов лет спустя длина водорослей достигала уже нескольких сантиметров.
5. Структура вирионов.
Микробиологи утверждают, что вирусы существуют в двух формах: внеклеточной (вирион) и внутриклеточной (собственно вирус). Вирион — это вирусный геном, защищенный капсидом (прочной капсулой). В клетке-хозяине этот примитивный организм показывает истинные чудеса: не способный к размножению делением, он прекрасно самовоспроизводится за счет материалов клетки-хозяина — ДНК, РНК, белков. Таково принципиальное отличие вирусов от бактерий и вообще от всех других клеточных организмов. Кроме того, вирусы отличаются неспособностью к синтезу белка и умением встраиваться в геном хозяина, изменять его и воспроизводиться вместе с ним. Вирус вредит человеку внутриклеточно. В этом его сила, и с этим же связаны трудности, которые человечество испытывает в борьбе с вирусными инфекциями.
