Полный обзор макромолекул в биологии

Макромолекулы Профессор ДеБакко Обзор биологических макромолекул Четыре основных класса: углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты Полимеры, состоящие из мономерных субъединиц (за исключением липидов). Биологические полимеры обладают направленностью, влияющей на сворачивание, катализ и взаимодействия. Центральная тема: структура определяет функцию во всех классах макромолекул. Химия полимеров: дегидратация и гидролиз Дегидратационный синтез: удаление воды для образования ковалентных связей ферментативно катализируется. Гидролиз: расщепление ковалентных связей с использованием воды необходим во время пищеварения. Энергетика: дегидратация является эндотермической, гидролиз является экзотермическим. Направленность: удлинение полимера происходит на определенных концах (например, 3'-ОН в нуклеиновых кислотах и С-конце в белках). Нуклеиновые кислоты Обзор нуклеиновых кислот Функция: хранение, передача и выражение наследственной информации. ДНК против РНК: дезоксирибоза против рибозы; тимин против урацила. Нуклеотиды: сахар + фосфат + азотистое основание. Нуклеиновые кислоты: молекулярные основы генетической информации Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — это несущие информацию биополимеры, химическая структура которых обеспечивает наследственность, регулируемую экспрессию генов и эволюционные изменения. ДНК хранит генетическую информацию в химически стабильном двухспиральном полимере, защищенном дезоксирибозой и стэкингом оснований. Обзор углеводов Функции: Основные источники энергии и запасы энергии Структурные каркасы (клеточные стенки, внеклеточный матрикс) Сигналы распознавания во взаимодействиях между клетками и между клетками и матриксом Компоненты нуклеиновых кислот, гликопротеинов, гликолипидов, протеогликанов Химия, в которой преобладает реакционная способность карбонильной + гидроксильной группы Разнообразие обусловлено линейными/циклическими формами, стереоизомерией и полимеризацией гликозидных связей Понимание на уровне магистратуры включает стереохимию, конформационную динамику, термодинамику, специфичность ферментов и физиологическую регуляцию Белки: Обзор Наиболее универсальные и многочисленные макромолекулы (~50% сухой массы клетки) Выполняют большую часть биологической работы: катализ, структура, сигнализация, транспорт, защита Протеом = полный набор белков, экспрессируемых геномом Разнообразие обусловлено: Вариациями последовательности Посттрансляционными модификациями (PTM) Альтернативный сплайсинг Конформационная динамика Синтезируются в виде линейных аминокислотных полимеров посредством трансляции мРНК Обзор липидов Липиды — это разнообразный неполимерный класс биомолекул, объединенных гидрофобностью или амфипатичностью, а не общей мономерной структурой. Их низкая растворимость в воде обусловлена длинными углеводородными цепями или кольцами, которые обуславливают гидрофобный эффект, являющийся основной силой в биологической самосборке. Основные разделы: Воски Жиры Фосфолипиды Стероиды Дополнительно: сфинголипиды, гликолипиды, пренолы Ссылка на слайды лекции: https://drive.google.com/file/d/1SZuAMvz3ufoql32IjXoAMM16KMCfa2cL/view?usp=drive_link В связи с ограничением количества символов в описании, полный список использованной литературы для «Полного обзора макромолекул в биологии» можно посмотреть по ссылке: https://docs.google.com/document/d/17QWdhdNRSyS5jKtV25HDglJZV02s_dG_/edit?usp=drive_link&ouid=104237452697237972847&rtpof=true&sd=true