普通生物學/入門/生命的化學構成
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生命的構成要素
- 碳基：有機分子
- 碳水化合物：CHO
- 脂類：CHO，不溶於水
- 蛋白質：CHONS，細胞中的結構和功能
- 核酸：CHONP，遺傳資訊
- 主要是 CHO (很少有 N, S 和 P)
- 1C:2H:1O 比例
- 富含能量 (許多 C-H 鍵)
- 單糖 (主要：葡萄糖)
- 簡單糖
- 主要公式：C6H12O6
- 在水溶液中形成環狀結構
- 二糖 (蔗糖，乳糖)
- 多糖 (澱粉，糖原，纖維素，幾丁質)
- 碳的鍵角指向四面體的角
- 當 4 個不同的基團連線到一個碳上時，它是非對稱的，導致各種型別的異構現象
- 立體異構體：(D, L)
- 相同的化學性質
- 不同的生物學性質
- D 糖，L 氨基酸
- C-H 鍵 (非極性) 而不是像碳水化合物那樣的 C-OH 鍵
- 高能量
- 疏水性 (不溶於水)
- 類別
- 脂肪：甘油和三個脂肪酸
- 磷脂：膜的主要成分
- 前列腺素：化學信使 (激素)
- 類固醇：膜成分；激素
- 萜類：色素；結構
- 烴鏈
- 偶數個 C，14->20
- 以羧基結尾
- 飽和：含有最大數量的氫 (所有單鍵)；最大能量
- 不飽和：一個或多個雙鍵
- 通常具有較高的熔點
- 許多常見的油是多不飽和的
- 氨基酸的聚合物
- 蛋白質中發現 21 種不同的氨基酸
- 氨基酸的序列由基因決定
- 氨基酸序列決定分子的形狀
- 透過肽鍵 (共價鍵) 連線
- 功能
- 調節化學反應和細胞過程 [酶]
- 形成骨骼和肌肉；各種其他組織
- 促進跨細胞膜的轉運 [載體蛋白]
- 抵抗疾病 [抗體]
- 基序：二級結構的摺疊模式
- 結構域：蛋白質的結構和功能部分，通常獨立於另一部分；通常由不同的外顯子編碼
- 形狀決定蛋白質的功能
- 蛋白質中常見的 21 種
- 第 21 種是硒代半胱氨酸，文字中未提及
- 通用結構
- 氨基：NH2
- 羧基：COOH
- R 基團- 4 種不同的 R 基團
- 酸性
- 鹼性
- 親水性 (極性)
- 疏水性 (非極性)
- 賦予氨基酸獨特的性質
- 氨基酸列表
- 一級結構：氨基酸序列
- 決定高階結構
- 對蛋白質的結構和功能至關重要
- 二級結構：由分子內氫鍵穩定
- 螺旋
- 片層
- 三級結構：摺疊，由離子鍵 (R 基團之間)、氫鍵、範德華力、疏水相互作用穩定
- 四級結構：_ 2 個多肽
- 需要正確的摺疊、輔因子、pH、溫度等
- 蛋白質在合成後通常會進行修飾
- 化學修飾
- 新增血紅素基團 (血紅蛋白，細胞色素)
- 變性的蛋白質無法正常發揮功能
- 蛋白質被蛋白酶體降解，作為細胞成分不斷週轉的一部分
- 核酸
- DNA：脫氧核糖核酸
- 所有細胞的遺傳資訊
- 許多病毒的遺傳資訊
- RNA：核糖核酸
- 某些病毒的遺傳資訊 (HIV)
- 基因表達的中間體
- 由核苷酸組成
- 核糖核苷酸
- 脫氧核糖核苷酸
- 哪一個先出現？
- 悖論：DNA 編碼了其自身複製所需的蛋白質
- Cech 和 Altman 發現了催化 RNA，這表明 RNA 可能是第一個自我複製的分子
- DNA 作為一種更穩定的儲存分子進化出來
蛋白質：它們的組成單元是氨基酸。連線兩個氨基酸的鍵稱為肽鍵。一個這種鍵形成一個單肽，兩個形成一個二肽，兩個以上形成一個多肽。
本文字基於克利夫蘭州立大學 Paul Doerder 博士非常慷慨地捐贈的筆記。