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.