Изменение последовательности, в свою очередь, влияет на биологические свойства белка или РНК, что может привести к аномальному функционированию организма, включая болезнь или даже смерть на уровне эмбриона.
ДНК: история одной макромолекулы
Открытие ДНК было сделано в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером, но потребовалось более 80 лет, чтобы значение этого открытия было полностью осознано. И даже сегодня, более 150 лет спустя, новые исследования и технологии способствуют более глубокому пониманию этого вопроса: Почему ДНК имеет значение?
Геном человека, известный как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), представляет собой длинную молекулу, содержащую информацию, необходимую организму для роста и размножения. ДНК содержится в каждой клетке тела и передается от родителей к детям.
ДНК — это самовоспроизводящийся материал, который содержится в каждом живом организме. Проще говоря, он является носителем всей генетической информации. Он содержит конкретные инструкции, необходимые организму для роста, развития, воспроизводства и размножения. Это длинная молекула, которая содержит наш генетический «код». Этот «код» является отправной точкой для нашего развития, но влияние внешних факторов, таких как образ жизни, окружающая среда и питание, в конечном итоге формирует человека.
Из чего состоит ДНК?
- аденин (А)
- цитозин (С)
- гуанин (G)
- тимин (T)
Скачать демонстрационный материал в высоком разрешении
ДНК человека уникальна тем, что состоит из почти 3 миллиардов пар оснований, около 99 процентов из которых одинаковы у каждого человека. Однако именно порядок расположения этих оснований определяет, как будет выглядеть организм.
Думайте о ДНК как об отдельных буквах алфавита — буквы сочетаются в определенном порядке, образуя слова, предложения и истории. Та же идея применима к ДНК: то, как расположены азотистые основания в последовательностях ДНК, формирует гены, которые «говорят» вашим клеткам, как производить белки. Рибонуклеиновая кислота (РНК), другой тип нуклеиновой кислоты, образуется во время транскрипции (когда копируется ДНК). Функция РНК заключается в переводе генетической информации ДНК в белки, когда она декодируется рибосомой.
Как работает ДНК ?
ДНК содержит жизненно важную информацию, которая передается из поколения в поколение. Молекулы ДНК в ядре клетки плотно скручены и образуют хромосомы, которые хранят важную информацию в виде генов.
ДНК работает, копируя себя в одноцепочечную молекулу, называемую РНК. РНК похожа на ДНК, но имеет некоторые важные молекулярные различия, которые отличают ее от ДНК. РНК действует как мессенджер, переносящий жизненно важную генетическую информацию от ДНК через рибосомы в клетку для формирования белков, которые затем производятся всеми живыми существами.
Простетические группы
Когда кофактор прочно связан с ферментом и постоянно остается в таком связанном состоянии, его называют простетической группой (от греч. prosthekf — добавление). Органические молекулы играют роль простетических групп. Они помогают ферменту выполнять его каталитическую функцию, например, флавин аденин динуклеотид (ФАД). ФАД содержит рибофлавин (витамин В2), который является той частью его молекулы, которая принимает водород.
Функция FAD связана с окислительными путями клетки, особенно с процессом дыхания, где FAD играет роль одного из переносчиков в дыхательной цепи.
Конечный результат: 2H передаются из A в B. Фермент действует как связующее звено между А и В. AH и B связываются с активным сайтом фермента, а FAD переносит Hg с одного субстрата на другой.
Гем
Гем — это простетическая группа, содержащая железо. Его молекула имеет форму плоского кольца (порфиринового кольца, как у хлорофилла) с атомом железа в центре. Гем выполняет ряд биологически важных функций в организме.
Транспорт электронов. Как простетическая группа цитохрома, гем функционирует в качестве переносчика электронов. Отдавая электроны, железо восстанавливается до Fe(II), а отдавая электроны — окисляется до Fe(III). Таким образом, гем участвует в окислительно-восстановительных реакциях, обратимо изменяя потенцию железа.
Транспорт кислорода. Гемоглобин и миоглобин — это два гемосодержащих белка, которые переносят кислород. Железо присутствует в восстановленной форме, Fe(II).
Каталитическая функция. Гем входит в состав каталазы и пероксидазы, которые катализируют расщепление перекиси водорода на кислород и воду. Он также присутствует в некоторых других ферментах.
Коферменты (например, НАД, НАДФ, ацетилкофермент А, АТФ)
Коферменты, как и простетические группы, являются органическими молекулами, которые действуют как кофакторы, но в отличие от простетических групп, они остаются присоединенными к ферменту только во время реакции. Все коферменты являются производными витаминов.
NAD, производное витамина ниацина («никотиновой кислоты»), может существовать как в окисленной, так и в восстановленной форме. В окисленной форме NAD катализируется как акцептор водорода, где ei и e2 — две разные дегидрогеназы.
Конечный результат: 2H передаются из A в B. Здесь кофермент выступает в качестве связующего звена между двумя различными ферментными системами ei и e2.
Информация, размещенная на этом сайте, может быть использована только по рекомендации вашего врача и не заменяет собой личную консультацию вашего врача. Более подробная информация содержится в пользовательском соглашении.
NADH: применение
В этих случаях рекомендуется использовать NADH:
- хроническая усталость;
- иммунодефицит;
- депрессия;
- болезнь Паркинсона;
- когнитивные нарушения (ослабление памяти и внимания).
Кроме того, аденин никотинамид динуклеотид защищает клетки от окислительного повреждения. Это происходит в результате действия свободных радикалов.
NADH: действие
Действие NADH, как уже упоминалось, связано с участием кофермента в окислительно-восстановительных реакциях. Таким образом, АТФ, источник энергии для всех биохимических процессов, образуется в процессе клеточного дыхания. Как это может произойти?
Для получения энергии из пищи в организме поэтапно происходят 3 процесса: гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов. Если аденин никотинамид динуклеотид не поступает из организма, организм сам синтезирует его из аминокислот. На стадии гликолиза и цикла Кребса окисленная форма NAD+ превращается в восстановленный NADH, который в конечном итоге расщепляется с высвобождением H+ и электронной пары. Это запускает процесс синтеза АТФ во внутренней мембране митохондрий.
АТФ не только обеспечивает энергию, но и повышает или подавляет активность определенных ферментов и играет роль нейротрансмиттера.
NADH: антиоксидант против старения
NADH присутствует в каждой клетке, поэтому его антиоксидантные свойства, предотвращающие старение, проявляются повсеместно. Коэнзим блокирует вредное воздействие на клетки, чтобы они не старели и сохраняли свои функции.
Например, американская компания Procter & Gamble (P&G), возглавляемая главным ученым Мэри Джонсон, протестировала влияние никотинамида динуклеотида на внешний вид кожи. В результате кожа обновила старые клетки на новые и стала светлее. Компания объясняет это тем, что после воздействия свободных радикалов, которые являются побочным продуктом синтеза АТФ, количество NADH в клетках уменьшается. Как только организм получает некоторое количество коэнзима, клетки восстанавливаются после повреждения 1 .
Пикногенол, омега-3 и бета-каротин также способствуют устранению свободных радикалов.
Сходства между NAD и NADH
- И НАД, и НАДН переносят водород и электроны от одной реакции к другой.
- И НАД, и НАДН содержат две молекулы рибозы, связанные с фосфатными группами, никотинамид и основание аденина.
- И НАД, и НАДН являются нуклеотидами.
- И НАД, и НАДН участвуют в катаболических реакциях.
- Большинство дегидрогеназ используют НАД и НАДН.
Определение
NAD: NAD — самый распространенный кофермент, который действует как окислительно-восстановительный агент в клетке.
NADH: NADH — это восстановленная форма NAD+, которая образуется в процессе гликолиза и цикла Кребса.
переписка
NAD: NADH является коферментным соединением.
NADH: NADH — это восстановленная форма NAD.
Синтез
NAD: NAD синтезируется из триптофана или витамина B.3NADPH получается в результате пути витамина В.
NADH: NADH синтезируется в гликолизе и в цикле Кребса.
Существующая форма
NAD: NAD+ — это естественная форма NAD в клетке.
NADH: NADH — это восстановленная форма NAD.
Служить в качестве
NAD: NAD+ служит акцептором электронов и водорода.
NADH: NADH служит донором электронов и водорода.
Заключение
NAD и NADH — это два типа нуклеотидов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях клеточного дыхания. Естественной формой NAD в клетке является NAD+. Он служит акцептором водорода и электронов как в гликолизе, так и в цикле Кребса. NADH является усеченной формой NAD. Он используется в электронно-транспортной цепи для производства АТФ путем окислительного фосфорилирования. Основное различие между NAD и NADH заключается в роли, которую оба соединения играют в клетке.
Справка:
1. «NAD, NADH — никотинамид аденин динуклеотид». Структура глутаматдегидрогеназы,
Как увеличить NAD
Существует несколько способов повысить концентрацию NAD в организме:
Естественные способы
Кетогенная диета. Слишком большое количество глюкозы и инсулина в крови может негативно влиять на NAD+. Низкоуглеводная диета заставляет организм искать альтернативные виды топлива для поддержания физических и психических функций. Кетогенная диета — это диета, основанная на потреблении большого количества жиров. В результате снижается уровень глюкозы, и организм использует кетоновые тела для получения энергии. Это приводит к повышению уровня NAD+.
Регулярные физические упражнения. Еще один способ увеличить естественное производство NAD+ и NADH — регулярно заниматься спортом. Физическая активность повышает метаболизм, благодаря чему сердце, легкие, мышцы и мозг получают больше энергии. Такой повышенный метаболизм требует от организма увеличения производства NAD для удовлетворения этого спроса.
Сауна и тепловое воздействие. Принимаете ли вы душ в сауне или загораете в жаркий летний день, прогревание тела — еще один отличный способ повысить уровень NAD+. Когда температура тела повышается, включается система охлаждения, которая требует энергии. Энергия, используемая для охлаждения тела, повышает уровень NAD+.
