Ботаника - Андреева И.И.
ISBN 5-9532-0015-3
Скачать (прямая ссылка):
Одноцепочечная молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) состоит из 4...6 тыс. нуклеотидов. Нуклеотиды построены из сахара рибозы, фосфорной кислоты и четырех типов азотистых оснований: аденина (А), гуанина (Г), урацила (У) и цитозина (Ц).
Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей. ДНК также содержит фосфорную кислоту, аденин, гуанин и цитозин, но урацил заменен тимином (Т), а рибоза — дезоксирибозой. Молекула ДНК представляет собой двойную спираль, длина которой очень велика. Она достигает нескольких десятков и даже сотен микрометров и в сотни и тысячи раз больше самой крупной белковой молекулы. Молекулы ДНК состоят из 10...25 тыс. отдельных нуклеотидов.
Структура молекулы ДНК была установлена в 1953 г. Д. Уотсоном и Ф. Криком, которые доказали, что двойная спираль ДНК способна нести в себе генетическую информацию и точно воспроизводиться. Это одно из самых замечательных открытий в биологии XX в., позволившее объяснить механизм наследственности. Оно дало мощный толчок развитию молекулярной биологии. Основное количество ДНК содержится в ядре. PH К находится как в ядре так и в цитоплазме.
липиды — жироподобные вещества, разнообразные по строению и функциям. Простые липиды— жиры, воски — состоят из остатков жирных кислот и спиртов. Сложные липиды — комплексы липидов с белками (липопротеиды), ортофосфорной кислотой (фосфолипиды), сахарами (гликолипиды). Обычно они содержатся в количестве 2...3 %. Играют важную роль как структурные компоненты мембран, влияющие на их проницаемость, и как вещества энергетического резерва, использующиеся для образования АТФ. Большинство липидов — поверхностно-активные вещества, что определяется наличием в молекуле длинного неполярного (не несущего электрического заряда) хвоста и полярной (электрически заряженной) головки. Хвосты — это гидрофобные углеводородные цепи, остатки жирных кислот. Головки имеют самое разнообраз-
ное строение. Наиболее часто это группы — СООН, -ОН, -NH2 и др. Липиды плохо растворяются в воде (мешают неполярные хвосты) и в масле (мешают полярные головки).
Углеводы входят в состав протопласта в пиле моносахаридов (глюкоза и фруктоза — С6Н1206), дисахаридов (сахароза, мальтоза и др. — С12Н22Оп), полисахаридов [крахмал, гликоген — (С6Н10О5)л и др.]. Моносахариды — первичные продукты фотосинтеза, используются далее для биосинтеза полисахаридов, аминокислот, жирных кислот и др. Полисахариды запасаются как энергетический резерв с последующим расщеплением освобождающихся моносахаридов в процессах брожения или дыхания. Гидрофильные полисахариды поддерживают водный баланс клеток.
В состав протопласта входит обычно 2...6 % неорганических веществ (в виде ионов), а также другие органические соединения.
Белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы синтезируются самим протопластом.
Физико-химическое состояние протопласта— протопласт представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из жидкой дисперсионной среды, в которой находятся твердые частицы размером 0,001 ...0,1 мм, — дисперсная фаза. В протопласте дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой — крупные молекулы органических веществ или группы молекул.
Частицы в коллоидном растворе обычно имеют одноименный заряд и поэтому отталкиваются друг от друга, это удерживает их в диспергированном (рассеянном) состоянии. Каждая из частиц окружена соединенными с нею молекулами воды. Такое состояние коллоида носит название золя — системы с преобладанием дисперсионной среды.
При потере электрического заряда коллоидные частицы слипаются. Частичная потеря зарядов и воды ведет к переходу в состояние геля, в котором преобладает дисперсная фаза. Способность переходить из жидкого состояния золя в полутвердое состояние геля играет важную роль в существовании протопласта. Он многократно переходит из золя в гель и обратно, это одно из проявлений его живого состояния. При повышении температуры выше критической или добавлении некоторых химических веществ протопласт необратимо переходит в состояние геля, т. е. коагулирует (свертывается). Клетка при этом погибает. Огромная поверхность коллоидных частиц создает благоприятные условия для быстрого осуществления множества реакций.
§ 3. ЦИТОПЛАЗМА
Цитоплазма — обязательная часть живой клетки, где происходят все процессы клеточного обмена, кроме синтеза нуклеиновых кислот, совершающегося в ядре. Основу цитоплазмы составляет ее матрикс, или гиалоплазма.
Гиалоплазма. Бесцветная коллоидная система, которая обладает ферментативной активностью, — среда, обеспечивающая взаимо-
действие всех структур цитоплазмы. Гиалоплазма пронизана микротрубочками и микрофиламентами, полимеризация и распад которых обеспечивают обратимые переходы ее участков из золя в гель. Микротрубочки — надмолекулярные агрегаты со строго упорядоченным расположением молекул. В длину могут достигать нескольких микрометров, их диаметр 25 нм. Стенки толщиной около 5 им построены из спирально упакованных глобул белка тубулина. Способны к самосборке и распаду. Участвуют в формировании жгутиков, ресничек, ахроматинового веретена, во внутриклеточном транспорте. М и крофил аменты — нити белка актина, способные сокращаться. Они образуют сплошное сплетение под плазмалеммой и пучки из параллельно ориентированных нитей в гиалоплазме. Совокупность микрофиламентов и микротрубочек составляет цитоскелет, который влияет на изменения формы клетки и перемещение внутриклеточных структур.
