Автотрофное питание. хемосинтез.

Автотрофное питание основано на использовании энергии Солнца.Большая часть растений способна усваивать углерод из углекислого газа, восстанавливая его до органических соединений. Этот тип питания называется автотрофным.Автотрофные организмы (от авто... и греческого trophē — пища), аутотрофные организмы, синтезирующие из неорганических веществ необходимые для жизни органические вещества. Роль А. о. в природе огромна, т. к. они создают все органические вещества, которые не могут синтезировать человек и почти все животные (см. Гетеротрофные организмы). К А. о. относятся высшие растения (кроме паразитных и сапрофитных), водоросли и некоторые бактерии. Высшие растения и водоросли, содержащие хлорофилл, являются фотосинтетиками; они синтезируют органическое вещество из простых соединений — углекислого газа и воды — за счёт солнечной энергии (см. Фотосинтез). Автотрофные бактерии — хемосинтетики — синтезируют органическое вещество из минеральных соединений за счёт энергии некоторых химических реакций (см. Хемосинтез). Например, почвенные бактерии Nitrosomonas и Nitrobacter окисляют аммиак до солей азотистой и азотной кислот и используют освобождающуюся энергию на построение тела; железобактерии используют энергию окисления закисных форм железа; серобактерии окисляют сероводород до солей серной кислоты (одни виды серобактерий бесцветны и являются типичными хемосинтетиками, другие, например пурпурные серобактерии, окрашены и способны к фоторедукции, т. е. фотосинтезу, при котором источником водорода для восстановления углекислого газа служит не вода, а сероводород). Исключительно велика роль А. о. в круговороте веществ в природе.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским. Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессах ассимилияции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

Генетический код и его свойства.

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. Свойства генетического кода. 1 Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон). 2 Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно. 3 Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов. (Не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки). 4 Однозначность — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте. (Свойство не является универсальным. Кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты - цистеин и селеноцистеин) 5. Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов. 6. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии) (Из этого свойства также есть ряд исключений, см. таблицу в разделе "Вариации стандартного генетического кода" в данной статье).

Синтез белка в клетке.

Каждые три последовательных нуклеотида (триплета) в цепи ДНК оказались кодом: для одной из 20 аминокислот. Простой расчет показывает, что из четырех нуклеотидов можно получить 64 разных триплета, а это означает, что каждая из 20 аминокислот внесет в средней три кодирующих ее триплета. И триплеты в молекуле нуклеиновой кислоты, и аминокислотные остат­ки в молекуле белка расположены линейно, поэтому последовательность триплетов однозначно определяет после­довательность аминокислотных остатков и том самым строение белка.Чтобы расшифровать генетический код, необходимо, фигурально выражаясь, перенести код с четырехбуквенного нуклеинового алфавита (четыре вида нуклеотидов) на двадцатибуквенный белковый алфавит (20 аминокислот). Реально этот процесс осуществляется на рибосомах.Предварительно на участке ДНК, на котором закоди­рована последовательность триплетов, определяющая аминокислотную последовательность в белке (такой участок ДНК называется геном, или цистроеом), осуществляется синтез нити РНК, этой комплементарной копии данного участка ДНК, то есть гена. Комплементарное копирование достигается тем» что пары «аденин—урацил» к «гуанин—цитозин» взаимодополняют друг друга, а син­тез нити РНК, которая называется информационной РНК, или РНК-посредником, обеспечивается специальным ферментом РНК-полимеразой. Информационная РНК переходит, мигрирует иа ядра в цитоплазму н прикрепляется своим передним концом к рибосоме.К месту синтеза белка доставляются аминокислоты. Эту задачу выполняют специальные виды рибонуклеиновых кислот — транспортные РНК со сложной конфигурацией. К одному из концов такой РНК прикреплена аминокислота, точнее, аминокислотный остаток, а середина ее образует петлю, на которой имеется антикодон, то есть триплет, комплементарный триплету, кодирующему определенную аминокислоту. Транспортных РНК существует столько, сколько кодонов (триплетов),— 64, поэтому на каждую аминокислоту в среднем приходится три транспортные РНК.Когда информационная РНК прикрепится к рибосоме своим кодовом, с ним начинает взаимодействовать та транс­портная РНК, которая имеет комплементарный антикодон. Затем происходит передвижение информационной РНК на триплет вперед, и два рядом находящихся аминокислотных остатка соединяются пептидной связью. Освободившаяся от аминокислот транспортная РНК сходит со свое­го кодона одновременно с продвижением информационной РНК на триплет вперед.