Фотосинтез. Основные этапы
Методы используемые для изучения биологических макромолекул.
Только рентгеноструктурный анализ дает знания о структурной форме. Непрямые методы позволяют изучить структуру и свойства макромолекул. Один из них ядерно-магнитный резонанс- позволяет изучить макромолекулы в растворе, их пространственное строение.
Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия)
Исследует колебания атомов в молекуле
2 основных типа колебаний атомов в молекуле:
- валентные колебания, при которых расстояние между атомами увеличивается или уменьшается, но атомы остаются на оси валентной связи;
- деформационные колебания – при которых атомы отклоняются от оси связи
ИК-спектр поглощения связан с переходами на различные колебательные уровни основного состояния
Уровни структурной организации макромолекул.
В структуре макромолекул выделяют 4 структуры:
1. Первичная- первичная последовательность. Она формируется за счет образования сильной ковалентной связи.
2. Вторичная- сворачивание отдельных участков цепи
3. Третичная- полное сворачивание в пространстве полимера
4. Четвертичная- пространственное распределение нескольких .
Вторичная, третичная и четвертичная структура образуется за счет образования слабых связей.
Конформации полимерной цепи.
Конформация макромолекулы- способ укладки полимерной цепи за счет образования большого количества слабых связей, в результате чего создается наиболее выгодная и стабильная пространственная структура макромолекулы.
Все виды взаимодействий между атомами в макромолекуле, независимо от их природы, можно разделить на 2 вида:
1. Взаимодействия или силы ближнего порядка,возникают между соседними звеньями.
2. Дальнего порядка, которые возникают между атомами, стоящих далеко друг от друга, но сближаются в пространстве в результате сворачивания.
Полимерные цепи, в которых действуют силы ближнего порядка сворачиваются в клубок. Клубок облазает большим числом конформаций. Переходы между этими конформациями могут происходить случайно, в результате теплового движения отдельных участков цепи. Клубок не имеет определенной внутренней структуры. Клубок является наиболее стабильной конформацией.
У биомакромолекул, в частности белков, действуют силы дальнего порядка, иначе силы объемного взаимодействия. Образуется конформация – глобула. В отличии от клубка глобула строго определенной пространственной структуры, как правило, с плотной сердцевиной. При изменении условий внешней среды происходит перестройка конформации макромолекулы с образованием новой пространственной структуры. При нарушении сил дальнего взаимодействия происходит переход из конформации глобула в клубок.
Нативная конформация- правильная конформация белка-это пространственная(трехмерная) структура активной макромолекулы в клетке.
Процесс сворачивания в нативную конформацию- фолдинг
Денатурация-процесс нарушения нативной структуры(действием хим или физических факторов)
Процесс восстановления нативной структкры после денатурации- ренатурация или рефолдинг.
фотосинтез. Основные этапы
Сущность Ф. состоит в превращении клетками энергии квантов света в биологически доступную форму энергии, за счет которой в кл. синтезируются орг.вещ-ва.
Основные 3 этапа Ф.:
1. Поглощение кванта света пигментами фотосинт-х систем. Передача энергии в реакционный центр фотосинтетических систем, разделение зарядов в реакционном центре.
2. Перенос электрона по электрон-транспортной цепи против градиента ТД потенциала. Перенос ионов Н+ через мембрану, синтез АТФ, образование НАДН и НАДФН
3. Биохимические реакции образования конечного продукта.