Биохимические и биофизические аспекты биотехнологии, Биоорганическая химия и биохимия, Биофизические аспекты биотехнологии - Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии
Биоорганическая химия и биохимия
Методы исследования: химические, физические, физико-химические, биохимические.
Белки. Аминокислоты, как мономерные структурные единицы белков и пептидов. Стереохимия. Проекция Фишера. Уровни структуры белков. Первичная структура: методы определения последовательности аминокислот, секвенаторы. Вторичная структура белков: альфа - и бета - структуры. Третичная и четвертичная (субъединичная) структуры белков. Роль водородных, ионных, дисульфидных связей, гидрофобных взаимодействий. Денатурация (обратимая, необратимая) белков. Понятие о регуляторных белках.
Нуклеиновые кислоты. ДНК и РНК. Структурные компоненты. Типы связей. Пространственная структура полимерных цепей. Двойная спираль ДНК. Комплементарность оснований. Методы определения нуклеотидной последовательности в нуклеиновых кислотах. Рестрикция, рестриктазы. Химико-ферментативный синтез олиго - и полинуклеотидов.
Биосинтез нуклеиновых кислот. Ферменты биосинтеза. Понятие о транскрипции, обратная транскриптаза.
Углеводы. Моносахариды. Строение и стереохимия. Альдозы, кетозы. Ациклические и циклические структуры моносахаридов. Пиранозы, фуранозы, альфа - и бета-аномеры. Понятие о конформации. Пентозы (рибоза, арабиноза, ксилоза), гексозы (глюкоза, манноза, галактоза). Дезоксисахара (фукоза, 2-дезоксирибоза), аминодезоксисахара, уроновые кислоты, сиаловые кислоты. Моносахариды как структурные мономерные единицы олиго - и полисахаридов. Структурный анализ олиго - и полисахаридов. Функции олиго - и полисахаридов. Понятие о лектинах. Целлюлоза, крахмал, гликоген. Углеводсодержащие смешанные биополимеры. Гликопротеины, пептидогликаны, тейхоевые кислоты.
Липиды. Классификация липидов. Нейтральные липиды, фосфолипиды, сфинголипиды. Структурные компоненты липидов. Жирные кислоты. Высшие спирты, альдегиды. Полиолы, глицерин, миоинозит. Стереохимия липидов. Липопротеиды. Понятие о строении биологических мембран. Липосомы.
Низкомолекулярные биорегуляторы - коферменты и витамины: НАД, НАДФ, ФМН, ФАД, тиаминпирофосфат, липоевая кислота, АТФ, биотин, аскорбиновая кислота, фолиевая кислота, пантотенат кальция, кобаламины. Каскад арахидоновой кислоты. Простагландины. Биогенные амины: ацетилхолин, серотонин и др.
Ферменты, и их биохимическая роль. Классификация и номенклатура. Активные центры ферментов. Субстратная специфичность. Факторы, обеспечивающие ферментативный катализ. Роль металлов в функционировании ферментов. Ингибиторы: обратимые (конкурентные, неконкурентные), необратимые. Обратимая и необратимая денатурация ферментов. Способы иммобилизация ферментов на различных носителях. Внутри - и внеклеточные ферменты.
Метаболический фонд микробных клеток. Общие представления об анаболизме и катаболизме.
Основные пути ассимиляции субстратов: белков, жиров, углеводов, аминокислот, углеводородов, спиртов, органических кислот, минеральных компонентов. Гликолиз и брожение. Цикл Кребса, регуляция активности ферментных систем в цикле. Гексозомонофосфатный путь превращения углеводов. Энергетическая эффективность цикла Кребса и гликолиза. Цепь переноса электронов, окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Биосинтез через ацетил-КоА. Функции НАДН+ и НАД(Ф)Н+ в реакциях синтеза.
Биосинтез белков, роль нуклеиновых кислот. Рибосомный путь биосинтеза.
Принципы биоэнергетики. Пути и механизмы преобразования энергии в живых системах. Образование АТФ и других макроэргических соединений в клетках. Роль АТФ и трансмембранной разности электрохимических потенциалов (ТЭП) в трансформации и запасании энергии в клетке. Мембранная биоэнергетика: ионные насосы, первичные и вторичные генераторы ТЭП. Понятие об энергетическом заряде и энергетической эффективности роста. Основные типы сопряжения катаболических и анаболических процессов.
Аэробное дыхание. Дыхательная цепь. Основные виды акцепторов электронов. Типы брожения. Системы субстратного фосфорилирования.
Биосинтетические процессы в клетке. Биосинтез биополимеров: белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов. Основные этапы процессов, их организация в клетках эу - и прокариот. Биосинтез липидов, биогенез биомембран. Биосинтез сахаров, L-аминокислот, нуклеотидов, витаминов (коферментов). Вторичные метаболиты. Азотфиксация.
Фотосинтез. Основные типы процессов, доноры электронов. Бесхлорофильный фотосинтез. Фоторецептор.
Регуляция метаболизма. Определение, уровни регуляции. Регуляция репликации ДНК и биосинтеза белков. Регуляция транскрипции. Регуляция трансляции. Посттрансляционная модификация. Регуляция активности ферментов путем обратимой ковалентной модификации. Регуляция активности путем нековалентного взаимодействия с эффекторами. Регуляция клеточного деления. Взаимодействие регуляторных механизмов при управлении скоростью роста клеток.
Транспорт субстратов и продуктов. Механизмы клеточной проницаемости: физическая диффузия, "облегченная" диффузия, первичный и вторичный активный транспорт. Организация транспортных систем. Способы сопряжения транспорта с энергией метаболизма. Регуляция транспортных процессов. Секреция и экскреция. Мембранная регуляция. Регуляция на уровне генома.
Биофизические аспекты биотехнологии
Кинетические основы ферментативных процессов. Стационарная кинетика ферментативных реакций, уравнение Михаэлиса-Ментен. Влияние ингибиторов и активаторов на скорость ферментативных реакций. Температурная и рН-зависимость активности ферментов, инактивация ферментов.
Кинетические основы микробиологических процессов. Кинетическое описание процесса роста микроорганизмов. Экспоненциальная модель роста. Уравнение Моно-Иерусалимского. Математическое описание периодической, турбидостатной и хемостатной культуры. Кинетическое описание смешанных культур. Кинетика гибели микроорганизмов. Кинетическое описание биосинтеза продуктов микроорганизмами.
Мембранный потенциал. Редокс-потенциалы в биологических системах. Перенос вещества через мембраны. Мембранное равновесие, уравнение Доннана. Буферные смеси и их биологическая роль.
Похожие статьи
-
Общая биология, микробиология и физиология клеток Определение жизни и свойства живого. Уровни организации живой материи. Клетка как основа...
-
В основу настоящей программы положены сведения из ряда отраслей наук, описывающих функционирование и перспективы развития современных отраслей...
-
Понятие гена в "классической" и молекулярной генетике, его эволюция. Вклад методологии генной инженерии в развитие молекулярной генетики. Прикладное...
-
Некоторые перспективы развития биохимии - Элементарная биохимия
Успехи биохимии в значительной мере определяют не только современный уровень медицины, но и ее возможный дальнейший прогресс. Одной из основных проблем...
-
Участие глии в процессах развития и регенерации в нервной системе - Нейроглия и нервная деятельность
Сведения о роли глиальных клеток в развитии нервной системы касаются отдельно участия макро - и микроглии в процессах, протекающих в ЦНС и в шванновских...
-
Содержание понятия функционального состояния Проблема функциональных состояний человека в труде, физиологии, психофизиологии, психологии, педагогике,...
-
Белки Белки - это полимеры, состоящие из мономеров - аминокислот. В состав белков входит до 20 различных аминокислот. Соединения из нескольких...
-
Тетрахименам свойственен ядерный дуализм: у нее имеется два типа ядер -- большое, соматическое (макронуклеус), и малое, половое (микронуклеус), которые...
-
Характеристика основных разделов элементарной биохимии - Элементарная биохимия
Белки В настоящее время установлено, что в живой природе не существует небелковых организмов. Белки - это высокомолекулярные полимерные соединения,...
-
К важным концепциям современного естествознания, вызывающим внимание и интерес научной общественности, можно отнести: - концепцию системности...
-
Биохимические особенности стареющего организма, Основные механизмы старения - Возрастная биохимия
Основные механизмы старения Биология старения - раздел геронтологии, который изучает старение живых организмов на всех уровнях их организации....
-
Содержание дисциплины, история развития, методы исследования - Гистология, цитология и эмбриология
Организм человека и животных представляет собой целостную систему, в которой можно выделить ряд иерархических уровней организации живой материй: клетки...
-
Концепция биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина) - Развитие понятия "жизнь"
Александр Иванович Опарин был не просто автором концепции физико-химической реконструкции зарождения жизни на Земле, а основоположником целого...
-
Транскрипция и трансляция - Этические принципы научных исследований
ДНК - носитель генетической информации. Впервые понятие ген было сформулировано в 1941 году Д. Бидлом и Э. Татумом. В настоящее время геном называют...
-
Анаболизм - Основы биоэнергетики
Анаболизм - это биосинтез белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул из молекул-предшественников. Поскольку процесс...
-
Строение клетки. Биологические мембраны - Строение клетки. Биологические мембраны
Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов, осуществляющей рост, развитие, обмен веществ и энергии, хранящей,...
-
Общий анализ крови 17.10.2014 год. Гемоглобин - 123 г/л Эритроциты - 4,58 * 1012/л Лейкоциты - 9,2 * 109/л Палочкоядерные - 3% Сегментоядерные - 39%...
-
17.10.2014 год. 24.10.2014 г. Гемоглобин - 123 г/л 123 Эритроциты - 4,58 * 1012/л 4,65 Лейкоциты - 9,2 * 109/л 8,6 Палочкоядерные - 3% 2 Сегментоядерные...
-
Физиология нервный ганглиозный "С тех пор, как ваш мозг предается изучению наук, серьезным вычислениям, он увеличился в объеме". А. Дюма "Виконт де...
-
Наука - прежде всего исследование. Поэтому характеристика науки не исчерпывается определением ее предмета; она включает и определение ее метода. Методы,...
-
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения веществ. Велика роль в этих процессах...
-
Сущность живого, его основные признаки - Развитие понятия "жизнь"
Понятие жизнь совпадает с предметом биологии как целостной научной системы (био-логия - наука о живом). Многие ученые склоняются к мысли о том, что...
-
Биологическая роль инсулина - Биохимия поджелудочной железы
I. Влияние на обмен углеводов: 1. Обеспечивает поступление глюкозы в клетки, так как: А) образует "канальцы" с белками - рецепторами, по которым глюкоза...
-
Развитие цитологии - Современные проблемы цитологии
Теоретической базой цитологии является клеточная теория. Первые наблюдения и исследования клетки. Создание клеточной теории. Предпосылкой открытия клетки...
-
Особенности метаболизма растущего организма - Возрастная биохимия
Основной биологической особенностью растущего организма является высокая интенсивность обмена веществ. На биологическом уровне это проявляется в высоких...
-
Витамины - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Это низкомолекулярные органические вещества различной химической природы, выполняющие роль биологических регуляторов жизненных процессов в организме...
-
Большую роль в возникновении нарушений полового развития играют патологические процессы, действующие во внутриутробном периоде, во время родов и в период...
-
Биосинтез белка - Этические принципы научных исследований
Проходит в рибосоме, к которой подходит и-РНК, прикрепляется в функциональной зоне рибосомы. Одновременно в рибосоме помещается 2 триплета и-РНК. В...
-
В течение этого периода (от 8 до 16 лет) происходит не только созревание репродуктивной системы, но и завершается физическое развитие женского организма:...
-
Яичники. С 3--4 недели внутриутробной жизни - первыми закладываются половые железы, которые являются одним из важнейших звеньев в регуляции функции...
-
Согласно одному из распостраненных определений, гестоз представляет собой синдром полиорганной недостаточности, возникающей при беременности, в основе...
-
История развития химии, алхимия - Естествознание на молекулярном уровне
История химии изучает и описывает сложный процесс накопления специфических знаний, относящихся к изучению свойств и превращений веществ; ее можно...
-
Нуклеиновые кислоты - Этические принципы научных исследований
К ним относятся ДНК - и РНК. В 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик открыли структуру ДНК состоящую из двух цепей, спирально закрученных относительно друг друга....
-
Метаболизм или обмен веществ - Основы биоэнергетики
Метаболизм - это совокупность химических реакций, протекающих в организме. При этом процессы, происходящие в просвете желудочно-кишечного тракта, не...
-
Питательная и обменная функция глии - Нейроглия и нервная деятельность
Питательная функция глии была предположена Гольджи, исходя из структурных соотношений нервных и глиальных клеток и соотношения последних с капиллярами...
-
Способы получения энергии в клетке - Основы биоэнергетики
Антуан Лавуазье в конце XVIII века показал, что животный организм потребляет из воздуха кислород и выделяет углекислый газ. Сделал вывод, что горение и...
-
Аллостерическая регуляция. Фермент изменяет активность с помощью нековалентно связанного с ним эффектора. Связывание происходит в участке,...
-
Введение - Белок в жизни живых организмов
Белки - высокомолекулярные природные полимеры, построенные из остатков аминокислот, соединенных амидной (пептидной) связью - СО-NH-. Каждый белок...
-
Заключение - Иммунитет. Классификация иммунитета. Иммунная система и ее функции
В последнее время высказано предположение, что существует не две системы регуляции (нервная и гуморальная), а три (нервная, гуморальная и иммунная)....
-
Характеристика и виды биологических мембран
Биологические мембраны - это поверхностные структуры клеток, состоящие из двух молекулярных слоев, разграничивающих наружную и внутреннюю (цитоплазма)...
Биохимические и биофизические аспекты биотехнологии, Биоорганическая химия и биохимия, Биофизические аспекты биотехнологии - Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии