Основно съдържание
Биологична библиотека
Курс: Биологична библиотека > Раздел 21
Урок 4: Метаболизъм- Въведение в метаболизма: Анаболизъм и катаболизъм
- Преглед на метаболизъм
- Клетки и енергия
- Структура на ензимите и катализа
- Преглед на ензимите
- Скорост на ензимна реакция и рН
- Влияние на околната среда върху функцията на ензимите
- Молекулна вариация
- Приспособимост към околната среда
- АТФ синтаза
- Клетъчно дишане
- Еволюция на фотосинтезата
- Преглед на фотосинтезата
- Фотосинтеза
- G-протеин свързани рецептори
- Свързвания клетка-към-клетка
- Активация и инхибиране на пътища за пренос на сигнал
- Пренос на сигнала
- Промени в пътищата за пренос на сигнали
- Клетъчна комуникация
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Молекулна вариация
Как молекулната вариация в клетките помага на организмите да се адаптират в различни околни среди и етапи на развитие.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.
Видео транскрипция
Ще обсъдим молекулярната вариация в клетките. Вероятно ти е позната идеята, че имаш вариация (изменчивост) на генетичния състав на една
популация. Но дори в един организъм имаш вариация във вида молекули, които един организъм
може да произведе и кога ги произвежда. Например, знаем, че всички
имаме ДНК, всички живи организми, които познаваме, имат ДНК. Ще нарисувам бързо
молекулата на ДНК. Знаем, че имаме гени в ДНК, които кодират всичко –
преминават от ДНК в информационна РНК, а после
отиват в рибозомите, за да бъдат транслирани
до съответните протеини. И тези протеини са основният начин за експресиране на това, което
е кодирано в нашата ДНК. Оказва се, че ДНК кодира не само множество протеини, но множество видове от един
и същи протеин и може да произвежда някои от тези
протеини повече в определени ситуации, а други протеини повече
в други ситуации, въз основа на фактори от
околната среда. Тези фактори от околната среда
може да повлияят на това коя част от ДНК се
транскрибирана в иРНК, която после бива транслирана в протеини в различни моменти. Има няколко много интересни примери за това. Оказва се, че хемоглобинът, за който вероятно знаеш, че е протеиновия комплекс, който
се свързва с кислород в червените ни
кръвни клетки, преобладаващият вид хемоглобин
се променя от времето, когато сме в утробите
на майките си, до когато станем независими
същества. Това тук е картинка на молекула хемоглобин. Виждаш четири групи хем, всяка от които се свързва
с два кислорода, и когато си зародиш, преобладава хемоглобинът от вида F, а когато излезем от утробата
на майка си, хемоглобин F спира да се произвежда и преминаваме към хемоглобин А. Може да се запиташ защо имаме вариация във вида хемоглобин. И отговорът е, че това са две различни среди. Когато един зародиш е в
утробата на майка си, той не диша директно. Той получава кислород
от кръвта на майката. Кръвта на майката не се смесва директно с кръвта на бебето, но има граница, при която имаш кръвта на майката тук,
а после да кажем, че това тук е кръвта на бебето, и имаш обмен на газове,
като кислородът преминава през тази граница, а после, разбира се, се освобождава въглероден диоксид, който
отива наобратно. И тази среда, в която червените кръвни
клетки на бебето трябва да свържат кислорода, е сравнително бедна на кислород среда в сравнение с, да кажем,
белите ни дробове, понеже има наситена и ненаситена
с кислород кръв, които се смесват на едно и също място и няма директен достъп до, да кажем, белите дробове. И в тази ниска на кислород среда молекулите хемоглобин трябва да са много, много, много добри
в свързването на кислород. И можем да видим това от
тази диаграма тук, където хоризонталната ос е парциалното налягане на кислорода, а вертикалната ос е колко наситени с кислород могат да станат тези различни молекули
хемоглобин. И можеш да видиш, че
феталният хемоглобин, който е изобразен като тази
синя крива, става 50% наситен при по-ниско
парциално налягане на кислорода в сравнение с хемоглобина
на възрастните. Един начин да си го представим, е, че е по-лепкав, свързва се с
този кислород. Може да извлече кислород
от кръвта много по-добре, което е логично за средата, в която е зародишът. Но след като той излезе
от утробата на майка си, няма нужда от тази лепкавост и има няколко недостатъка
на тази лепкавост, понеже това прави по-трудно
кислородът да достигне до толкова много телесни тъкани. Затова имаме това преминаване от хемоглобин F към хемоглобин А. Виждаме тази молекулна
вариация не само при хемоглобина. Растенията и други организми,
които осъществяват фотосинтеза, съдържат най-различни
видове хлорофил. Спомни си, хлорофилът
има много важна роля за улавянето на светлинна енергия, която после може да се използва
за синтезирането на въглехидрати от организми
като растенията. И тук виждаме как две различни
молекули хлорофил, и двете от които се срещат
при растенията, колко добре абсорбират светлина
с различни вълнови честоти. Можеш да видиш, че хлорофил а
е много добър при абсорбирането във виолетовата
част от спектъра на синята светлина, докато хлорофил b е по-добър в синьо-зелената част
от спектъра на светлината. И после имаш друг пик тук, където хлорофил b е по-добър
при абсорбирането на оранжево-чевено, докато
хлорофил а е по-добър при абсорбирането,
може да се каже, в червената гранична област
на спектъра на инфрачервената светлина. И причината да е ценно това, е, че светлината, която получава
растението, особено в различните части от деня, в различни сезони на годината, има различни дължини на вълните и това позволява на растението да улови повече енергия,
която може да използва при фотосинтезата. И това бяха само два примера за молекулна вариация. В клетъчните ни мембрани има множество видове фосфолипиди, които образуват фосфолипидния бислой, и тези множество видове имат различни нива на това
колко течни са при различни температури. Има проучвания с животни,
които показват, че тези вариации се променят в зависимост от условията. Например едно студенокръвно животно може да има повече от течните
фосфолипиди, когато е много студено, така че
мембраните да не станат прекомерно твърди. Но ще спра тук. Исках само да добиеш представа, че имаме всякакви видове
молекулни вариации в клетките на един организъм
и това позволява на организмите да се приспособяват
по-добре към средата си или различните етапи на развитието си.