Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7: Мікробна біохімія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3963

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Землі, за оцінками, 4,6 мільярда років, але перші 2 мільярди років атмосфері не вистачало кисню, без якого земля не могла підтримувати життя, як ми її знаємо. Одна гіпотеза про те, як виникло життя на землі, передбачає поняття «споконвічного супу». Ця ідея передбачає, що життя почалося у водоймі, коли метали та гази з атмосфери в поєднанні з джерелом енергії, таким як блискавка або ультрафіолетове світло, утворюють вуглецеві сполуки, які є хімічними будівельними блоками життя. У 1952 році Стенлі Міллер (1930—2007), аспірант Чиказького університету, і його професор Гарольд Юрі (1893—1981), поставили собі за мету підтвердити цю гіпотезу в нині відомому експерименті. Міллер і Юрі об'єднали те, що, на їхню думку, є основними компонентами ранньої атмосфери Землі - воду (H 2 O), метан (CH 4), водень (H 2) та аміак (NH 3) - і запечатали їх у стерильну колбу. Далі вони нагрівали колбу для отримання водяної пари і пропускали через суміш електричні іскри для імітації блискавки в атмосфері (рис.\(\PageIndex{1}\)). Коли вони проаналізували вміст колби через тиждень, вони виявили амінокислоти, структурні одиниці білків - молекули, необхідні для функціонування всіх організмів.

    Діаграма експерименту Міллера-Урі. Нагрівається колба з водою (для імітації океану). Це підключається через скляну трубку в замкнутому контурі до: вакуумного насоса, колби, що містить гази (вода, метан, водень, аміак) та електричної іскри (для імітації блискавки), і остаточно до конденсатора, який охолоджує воду. Охолоджена вода містить органічні сполуки.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вчений Стенлі Міллер і Гарольд Юрі продемонстрували, що органічні сполуки, можливо, походять природним шляхом з неоргані Проілюстрований тут експеримент Міллера-Юрі імітував вплив блискавки на хімічні сполуки, знайдені в ранній атмосфері Землі. В результаті реакцій вийшли амінокислоти, хімічні будівельні блоки білків. (кредит: модифікація роботи Кортні Харрінгтон)

    • 7.1: Органічні молекули
      Біохімія - це дисципліна, яка вивчає хімію життя, і її метою є пояснення форми та функції на основі хімічних принципів. Органічна хімія - дисципліна, присвячена вивченню хімії на основі вуглецю, яка є основою для вивчення біомолекул і дисципліни біохімії. І біохімія, і органічна хімія засновані на поняттях загальної хімії.
    • 7.2: Вуглеводи
      Найбільш поширені біомолекули на землі - вуглеводи. З хімічної точки зору вуглеводи - це насамперед комбінація вуглецю і води, і багато з них мають емпіричну формулу (CH₂ O), де n - кількість повторюваних одиниць. Ця точка зору представляє ці молекули просто як «гідратовані» ланцюги атомів вуглецю, в яких молекули води приєднуються до кожного атома вуглецю, що призводить до терміна «вуглеводи».
    • 7.3: Ліпіди
      Хоча вони складаються переважно з вуглецю та водню, молекули ліпідів також можуть містити кисень, азот, сірку та фосфор. Ліпіди служать численним і різноманітним цілям в будові і функціях організмів. Вони можуть бути джерелом поживних речовин, формою для зберігання вуглецю, молекул накопичення енергії або структурними компонентами мембран і гормонів. Ліпіди складають широкий клас багатьох хімічно відмінних сполук, найбільш поширені з яких розглядаються в цьому розділі.
    • 7.4: Білки
      Амінокислоти здатні склеюватися між собою практично в будь-якій кількості, даючи молекули практично будь-якого розміру, які володіють широким спектром фізико-хімічних властивостей і виконують численні функції, життєво важливі для всіх організмів. Молекули, отримані з амінокислот, можуть функціонувати як структурні компоненти клітин та субклітинних утворень, як джерела поживних речовин, як резервуари для зберігання атомів та енергії, а також як функціональні види, такі як гормони, ферменти, рецептори та транспортні молекули.
    • 7.5: Використання біохімії для ідентифікації мікроорганізмів
      Точна ідентифікація бактерій має важливе значення в клінічній лабораторії для діагностики та лікування епідемій, пандемій та харчових отруєнь, спричинених бактеріальними спалахами. У цьому розділі ми обговоримо кілька методів, які використовують біохімічні характеристики для ідентифікації мікроорганізмів.
    • 7.E: Мікробна біохімія (вправи)

    Мініатюра: Сайт зв'язування ферментів, який зазвичай пов'язує субстрат, може альтернативно зв'язувати конкурентний інгібітор, запобігаючи доступу до субстрату. Дигідрофолатредуктаза інгібується метотрексатом, який перешкоджає зв'язуванню його субстрату, фолієвої кислоти. Місце зв'язування синього кольору, інгібітор у зеленому кольорі та субстрат у чорному кольорі (PDB: 4QI9). (CC BY 4.0; Томас Шафі).