Inligting

5: Biomolekules - Biologie

5: Biomolekules - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

5: Biomolekules

Oorsig van 4 hooftipes biomolekules en hul funksies.

Koolstofatome wat aan mekaar heg, kan reguit of vertakte kettings en ringstrukture van vorm organiese verbindings.

Vandag is miljoene verskillende organiese verbindings bekend.

Strukture van organiese verbindings vorm natuurlike polimere en dien as die ruggraat van verskillende tipes biologiese molekules.

Al 4 tipes biomolekules of die biomolekules van lewe is koolstof gebaseer.

Enkele voorbeelde van belangrike biologiese molekules sluit in vitamiene, ensieme, polifenole, en baie ander.

Terwyl die meeste koolstofbevattende molekules organiese verbindings is, is daar 'n paar uitsonderings.

Sulke verbindings soos karbiede, karbonate, eenvoudige oksiede van koolstof (CO2), allotrope van koolstof en sianiede word as anorganies beskou.

  • A karbied bestaan ​​uit koolstof en 'n minder elektronegatiewe element. Voorbeelde - kalsiumkarbied (CaC2), silikonkarbied (SiC), wolframkarbied (WC) en sementiet (Fe)3C), elk gebruik in belangrike industriële toepassings.
  • A karbonaat is 'n sout van koolsuur (H2CO3). Die naam kan ook 'n ester van koolsuur beteken, 'n organiese verbinding wat die karbonaatgroep (R-OCOO-R) bevat.
  • A sianied is enige verbinding wat eenwaardige kombinasiegroep CN (siano groep).

5: Biomolekules - Biologie

Alle artikels wat deur MDPI gepubliseer word, word onmiddellik wêreldwyd beskikbaar gestel onder 'n ooptoeganglisensie. Geen spesiale toestemming word vereis om die hele of 'n gedeelte van die artikel wat deur MDPI gepubliseer is, te hergebruik nie, insluitend syfers en tabelle. Vir artikels wat onder 'n ooptoegang Creative Common CC BY-lisensie gepubliseer is, mag enige deel van die artikel sonder toestemming hergebruik word, mits die oorspronklike artikel duidelik aangehaal word.

Feature Papers verteenwoordig die mees gevorderde navorsing met beduidende potensiaal vir 'n groot impak in die veld. Spesifieke referate word op individuele uitnodiging of aanbeveling deur die wetenskaplike redakteurs ingedien en ondergaan ewekniebeoordeling voor publikasie.

Die hoofartikel kan óf 'n oorspronklike navorsingsartikel wees, 'n aansienlike nuwe navorsingstudie wat dikwels verskeie tegnieke of benaderings behels, óf 'n omvattende oorsigartikel met bondige en presiese opdaterings oor die jongste vordering in die veld wat sistematies die mees opwindende vooruitgang in wetenskaplike letterkunde. Hierdie tipe vraestel bied 'n uitkyk op toekomstige navorsingsrigtings of moontlike toepassings.

Editor's Choice-artikels is gebaseer op aanbevelings deur die wetenskaplike redakteurs van MDPI-tydskrifte van regoor die wêreld. Redakteurs kies 'n klein aantal artikels wat onlangs in die joernaal gepubliseer is wat hulle glo veral interessant sal wees vir skrywers, of belangrik sal wees in hierdie veld. Die doel is om 'n momentopname te gee van sommige van die opwindendste werk wat in die verskillende navorsingsareas van die joernaal gepubliseer is.


Voorbeelde van biomolekules

Elke molekule (wat 'n biomolekule uitmaak) bestaan ​​uit atome. Hierdie word genoem elemente . Elke bio-element kan saamgestel word uit koolstof , waterstof , suurstof , stikstof , swael en fosfor . Elke biomolekule sal uit sommige van hierdie elemente saamgestel word. Voorbeelde van biomolekules.

Funksie

Die hooffunksie van biomolekules is om “'n samestellende deel te wees” van alle lewende dinge. Aan die ander kant moet hulle die struktuur van die sel vorm. Dit kan ook wees dat biomolekules een of ander aktiwiteit van relevante belang vir die sel moet verrig.

Tipes biomolekules

Biomolekules kan geklassifiseer word in anorganiese biomolekules soos water , minerale soute, en gasse, terwyl organiese biomolekules onderverdeel word volgens hul kombinasie van spesifieke molekules en funksies. Voorbeelde van biomolekules.

Daar is 4 tipes organiese biomolekules :

Koolhidrate . Die sel het koolhidrate nodig aangesien dit 'n groot bron van energie verskaf. Hierdie bestaan ​​uit 3 elemente : Koolstof , Waterstof, en Suurstof . Volgens die kombinasie van hierdie molekules kan koolhidrate wees: Voorbeelde van Biomolekules.

  • Monosakkariede . Hulle het 'n enkele molekule van elk. Binne hierdie groep is vrugte. Glukose is ook 'n monosakkaried en is teenwoordig in die bloed van lewende wesens.
  • Disakkariede . Die vereniging van twee monosakkariedkoolhidrate sal 'n disakkaried vorm. 'n Voorbeeld hiervan is die sukrose wat in suiker en laktose voorkom.
  • Polisakkariede . Wanneer drie of meer monosakkariede saamgebind word, sal dit 'n polisakkaried-koolhidraatbiomolekule tot gevolg hê. Sommige hiervan is stysel (gevind in aartappels of aartappels) en glikogeen (gevind in die liggaam van lewende wesens, hoofsaaklik in die spiere en in die lewerorgaan).

Sien ook: Voorbeelde van monosakkariede, disakkariede polisakkariede

Lipiede . Hulle vorm die membrane van die sel en is reserwe energie vir die organisme. Soms kan dit vitamiene of hormone wees. Hulle bestaan ​​uit vetsure en alkohol. Hulle draai het uitgebreide kettings van koolstof en waterstofatome . Hulle kan slegs in stowwe soos alkohol of eter opgelos word. Daarom is dit nie moontlik om dit in water op te los nie. Hulle kan volgens hul spesifieke funksie in 4 groepe onderverdeel word:

  • Lipiede met energiefunksie . Hulle is in die vorm van vet. Dit is die kenmerkende vetterige weefsel wat baie lewende wesens onder die vel het. Hierdie lipied genereer 'n isolerende en beskermende laag teen die koue. Dit is ook teenwoordig in die blare van plante, wat verhoed dat hulle maklik uitdroog.
  • Lipiede met strukturele funksie . Hulle is fosfolipiede (fosforbevattende molekules) en vorm die membraan van die selle .
  • Lipiede met hormonale funksie . Dit word ook genoem & # 8220 steroïede .” Voorbeelde: mense seks hormone .
  • Lipiede met vitamienfunksie . Hierdie lipiede verskaf stowwe vir die korrekte groei van lewende wesens. Sommige hiervan is vitamiene A, D en K.

Sien ook: Lipied Voorbeelde

Proteïene . Hulle is biomolekules wat verskeie funksies in die liggaam vervul. Hulle bestaan ​​uit die molekules van koolstof , suurstof , waterstof stikstof .

Hierdie proteïene het aminosure . Daar is 20 verskillende tipes aminosure. Die kombinasie van hierdie aminosure sal verskillende proteïene tot gevolg hê. Maar (en gegewe die veelheid van kombinasies) kan hulle in 5 groot groepe geklassifiseer word:

  • Strukturele proteïene . Hulle is deel van die liggaam van alle lewende wesens. 'n Voorbeeld van hierdie groep proteïene is keratien.
  • Hormonale proteïene . Hulle reguleer sommige funksies van die organisme. 'n Voorbeeld van hierdie groep is insulien, wat die funksie het om die toetrede van glukose in die sel te beheer.
  • Verdediging proteïene . Hulle funksioneer as 'n verdediging vir die organisme. Met ander woorde, hulle is in beheer van die aanval en verdediging van die liggaam teen mikroörganismes, bakterieë of virusse. Hierdie word genoem teenliggaampies . Byvoorbeeld witbloedselle.
  • Vervoer proteïene . Soos die naam aandui, is hulle verantwoordelik vir die vervoer van stowwe of molekules deur die bloed. Byvoorbeeld, hemoglobien.
  • Ensiematiese aksie proteïene . Hulle versnel die assimilasie van voedingstowwe deur die verskillende organe van die liggaam. 'n Voorbeeld hiervan is amilase, wat glukose afbreek om die beter assimilasie daarvan deur die liggaam moontlik te maak.

Sien ook: Voorbeelde van proteïene

Nukleïensure . Dit is sure wat as hooffunksie die funksies van die sel moet beheer. Maar die hooffunksie is om die genetiese materiaal van geslag tot geslag oor te dra. c sure:

  • />DNS: deoksiribonukleïensuur
  • />RNA: ribonukleïensuur

Inhoud

Daar bestaan ​​'n diverse reeks biomolekules, insluitend:

Nukleosiede is molekules wat gevorm word deur 'n nukleobase aan 'n ribose- of deoksiribose-ring te heg. Voorbeelde hiervan sluit in sitidien (C), uridien (U), adenosien (A), guanosien (G) en timidien (T).

Nukleosiede kan deur spesifieke kinases in die sel gefosforileer word, wat nukleotiede produseer. Beide DNA en RNA is polimere wat bestaan ​​uit lang, lineêre molekules wat saamgestel is deur polimerase-ensieme van herhalende strukturele eenhede, of monomere, van mononukleotiede. DNA gebruik die deoksinukleotiede C, G, A en T, terwyl RNA die ribonukleotiede gebruik (wat 'n ekstra hidroksiel(OH)-groep op die pentosering het) C, G, A en U. Gemodifiseerde basisse is redelik algemeen (soos bv. met metielgroepe op die basisring), soos gevind in ribosomale RNA of oordrag-RNA's of om die nuwe van ou DNA-stringe na replikasie te onderskei. [6]

Elke nukleotied bestaan ​​uit 'n asikliese stikstofbasis, 'n pentose en een tot drie fosfaatgroepe. Hulle bevat koolstof, stikstof, suurstof, waterstof en fosfor. Hulle dien as bronne van chemiese energie (adenosientrifosfaat en guanosientrifosfaat), neem deel aan sellulêre sein (sikliese guanosienmonofosfaat en sikliese adenosienmonofosfaat), en word geïnkorporeer in belangrike kofaktore van ensiematiese reaksies (koënsiem A, flavien adenien dinukleotied, nikotinamied adenien dinukleotied fosfaat). [7]

DNA en RNA struktuur Wysig

DNS-struktuur word oorheers deur die bekende dubbelheliks wat gevorm word deur Watson-Crick-basisparing van C met G en A met T. Dit staan ​​bekend as B-vorm DNS, en is oorweldigend die mees gunstige en algemene toestand van DNS, sy hoogs spesifieke en stabiele basisparing is die basis van betroubare genetiese inligtingberging. DNS kan soms as enkelstringe voorkom (wat dikwels deur enkelstrengbindende proteïene gestabiliseer moet word) of as A-vorm of Z-vorm helices, en soms in meer komplekse 3D strukture soos die oorkruising by Holliday-aansluitings tydens DNS-replikasie. [7]

RNA, daarenteen, vorm groot en komplekse 3D tersiêre strukture wat aan proteïene herinner, sowel as die los enkelstringe met plaaslik gevoude streke wat boodskapper-RNA-molekules vorm. Daardie RNA-strukture bevat baie stukke A-vorm dubbelheliks, verbind in definitiewe 3D-rangskikkings deur enkelstrengige lusse, bulte en aansluitings. [8] Voorbeelde is tRNA, ribosome, ribosime en riboswitches. Hierdie komplekse strukture word vergemaklik deur die feit dat RNA-ruggraat minder plaaslike buigsaamheid as DNA het, maar 'n groot stel duidelike konformasies, blykbaar as gevolg van beide positiewe en negatiewe interaksies van die ekstra OH op die ribose. [9] Gestruktureerde RNA-molekules kan hoogs spesifieke binding van ander molekules doen en kan self spesifiek herken word, daarby kan hulle ensiematiese katalise uitvoer (wanneer hulle bekend staan ​​as "ribosimes", soos aanvanklik deur Tom Cech en kollegas ontdek is). [10]

Monosakkariede is die eenvoudigste vorm van koolhidrate met net een eenvoudige suiker. Hulle bevat in wese 'n aldehied- of ketoongroep in hul struktuur. [11] Die teenwoordigheid van 'n aldehiedgroep in 'n monosakkaried word deur die voorvoegsel aangedui aldo-. Net so word 'n ketoongroep met die voorvoegsel aangedui keto-. [6] Voorbeelde van monosakkariede is die heksoses, glukose, fruktose, Trioses, Tetroses, Heptoses, galaktose, pentoses, ribose en deoksiribose. Verbruikte fruktose en glukose het verskillende tempo van maaglediging, word differensieel geabsorbeer en het verskillende metaboliese lotgevalle, wat verskeie geleenthede bied vir 2 verskillende sakkariede om voedselinname verskillend te beïnvloed. [11] Die meeste sakkariede verskaf uiteindelik brandstof vir sellulêre asemhaling.

Disakkariede word gevorm wanneer twee monosakkariede, of twee enkelvoudige suikers, 'n binding vorm met verwydering van water. Hulle kan gehidroliseer word om hul sakkarienboublokke te lewer deur met verdunde suur te kook of hulle met toepaslike ensieme te laat reageer. [6] Voorbeelde van disakkariede sluit sukrose, maltose en laktose in.

Polisakkariede is gepolimeriseerde monosakkariede, of komplekse koolhidrate. Hulle het verskeie eenvoudige suikers. Voorbeelde is stysel, sellulose en glikogeen. Hulle is oor die algemeen groot en het dikwels 'n komplekse vertakte verbinding. As gevolg van hul grootte is polisakkariede nie wateroplosbaar nie, maar hul baie hidroksiegroepe word individueel gehidreer wanneer dit aan water blootgestel word, en sommige polisakkariede vorm dik kolloïdale dispersies wanneer dit in water verhit word. [6] Korter polisakkariede, met 3 - 10 monomere, word oligosakkariede genoem. [12] 'n Fluorescerende aanwyser-verplasing molekulêre indruksensor is ontwikkel om sakkariede te onderskei. Dit het drie handelsmerke lemoensapdrank met sukses onderskei. [13] Die verandering in fluoressensie-intensiteit van die waarneemfilms wat daaruit voortspruit, hou direk verband met die sakkariedkonsentrasie. [14]

Lignien is 'n komplekse polifenoliese makromolekule wat hoofsaaklik bestaan ​​uit beta-O4-arielbindings. Na sellulose is lignien die tweede volopste biopolimeer en is een van die primêre strukturele komponente van die meeste plante. Dit bevat subeenhede afgelei van bl-kumarielalkohol, koniferielalkohol en sinapilalkohol [15] en is ongewoon onder biomolekules deurdat dit rasmies is. Die gebrek aan optiese aktiwiteit is te wyte aan die polimerisasie van lignien wat plaasvind via vrye radikale koppelingsreaksies waarin daar geen voorkeur is vir enige van die konfigurasies by 'n chirale sentrum nie.

Lipiede (olieagtige) is hoofsaaklik vetsuur esters, en is die basiese boustene van biologiese membrane. Nog 'n biologiese rol is energieberging (bv. trigliseriede). Die meeste lipiede bestaan ​​uit 'n polêre of hidrofiele kop (tipies gliserol) en een tot drie nie-polêre of hidrofobiese vetsuursterte, en daarom is hulle amfifilies. Vetsure bestaan ​​uit onvertakte kettings van koolstofatome wat deur enkelbindings alleen verbind is (versadig vetsure) of deur beide enkel- en dubbelbindings (onversadig vetsure). Die kettings is gewoonlik 14-24 koolstofgroepe lank, maar dit is altyd 'n ewe getal.

Vir lipiede wat in biologiese membrane voorkom, is die hidrofiele kop van een van drie klasse:

    , waarvan die koppe 'n oligosakkaried met 1-15 sakkariedresidu bevat. , wie se koppe 'n positief gelaaide groep bevat wat deur 'n negatief gelaaide fosfaatgroep aan die stert gekoppel is. , wie se koppe 'n vlakke steroïedring bevat, byvoorbeeld cholesterol.

Ander lipiede sluit in prostaglandiene en leukotriene wat albei 20-koolstof vetasiel-eenhede is wat uit arakidonsuur gesintetiseer word. Hulle staan ​​ook bekend as vetsure

Aminosure bevat beide amino- en karboksielsuur funksionele groepe. (In biochemie word die term aminosuur gebruik wanneer daar verwys word na daardie aminosure waarin die amino- en karboksilaatfunksies aan dieselfde koolstof geheg is, plus prolien wat nie eintlik 'n aminosuur is nie).

Gemodifiseerde aminosure word soms in proteïene waargeneem, dit is gewoonlik die gevolg van ensiematiese modifikasie na translasie (proteïensintese). Byvoorbeeld, fosforilering van serien deur kinases en defosforilering deur fosfatases is 'n belangrike beheermeganisme in die selsiklus. Slegs twee ander aminosure as die standaard twintig is bekend om in proteïene ingesluit te word tydens translasie, in sekere organismes:

    word in sommige proteïene by 'n UGA-kodon geïnkorporeer, wat normaalweg 'n stopkodon is. word in sommige proteïene by 'n UAG-kodon geïnkorporeer. Byvoorbeeld, in sommige metanogene in ensieme wat gebruik word om metaan te produseer.

Behalwe dié wat in proteïensintese gebruik word, sluit ander biologies belangrike aminosure karnitien in (wat gebruik word in lipiedvervoer binne 'n sel), ornitien, GABA en taurien.

Proteïenstruktuur Wysig

Die spesifieke reeks aminosure wat 'n proteïen vorm, staan ​​bekend as daardie proteïen se primêre struktuur. Hierdie volgorde word bepaal deur die genetiese samestelling van die individu. Dit spesifiseer die volgorde van sykettinggroepe langs die lineêre polipeptied "ruggraat".

Proteïene het twee tipes goed geklassifiseerde elemente van plaaslike struktuur wat gereeld voorkom wat deur 'n spesifieke patroon van waterstofbindings langs die ruggraat gedefinieer word: alfa-heliks en beta-vel. Hulle getal en rangskikking word die sekondêre struktuur van die proteïen genoem. Alfa-helikse is gereelde spirale wat gestabiliseer word deur waterstofbindings tussen die ruggraat CO-groep (karboniel) van een aminosuurresidu en die ruggraat-NH-groep (amied) van die i+4-residu. Die spiraal het ongeveer 3,6 aminosure per beurt, en die aminosuur-sykettings steek uit die silinder van die heliks. Beta-geplooide velle word gevorm deur waterstofbindings in die ruggraat tussen individuele beta-stringe wat elk in 'n "verlengde", of ten volle uitgerekte, konformasie is. Die stringe kan parallel of antiparallel aan mekaar lê, en die sykettingrigting wissel bo en onder die laken af. Hemoglobien bevat slegs helikse, natuurlike sy word gevorm uit beta-geplooide velle, en baie ensieme het 'n patroon van afwisselende helices en beta-stringe. Die sekondêre struktuurelemente word verbind deur "lus" of "spoel" streke van nie-herhalende konformasie, wat soms redelik mobiel of wanordelik is, maar gewoonlik 'n goed gedefinieerde, stabiele rangskikking aanneem. [16]

Die algehele, kompakte, 3D-struktuur van 'n proteïen word sy tersiêre struktuur of sy "vou" genoem. Dit word gevorm as gevolg van verskeie aantrekkingskragte soos waterstofbinding, disulfiedbrûe, hidrofobiese interaksies, hidrofiele interaksies, van der Waals-krag ens.

Wanneer twee of meer polipeptiedkettings (óf van identiese of van verskillende volgorde) groepeer om 'n proteïen te vorm, word die kwaternêre struktuur van proteïen gevorm. Kwaternêre struktuur is 'n eienskap van polimeriese (selfde volgorde kettings) of heteromere (verskillende volgorde kettings) proteïene soos hemoglobien, wat bestaan ​​uit twee "alfa" en twee "beta" polipeptiedkettings.

Apoenzymes Edit

'n Apo-ensiem (of, in die algemeen, 'n apoproteïen) is die proteïen sonder enige klein-molekule kofaktore, substrate of inhibeerders gebind. Dit is dikwels belangrik as 'n onaktiewe berging, vervoer, of sekretoriese vorm van 'n proteïen. Dit is byvoorbeeld nodig om die sekretoriese sel teen die aktiwiteit van daardie proteïen te beskerm. Apoensieme word aktiewe ensieme by toevoeging van 'n kofaktor. Kofaktore kan óf anorganies wees (bv. metaalione en yster-swawelclusters) óf organiese verbindings (bv. [Flaviengroep|flavien] en heem). Organiese kofaktore kan óf prostetiese groepe wees, wat stewig aan 'n ensiem gebind is, óf koënsieme, wat tydens die reaksie van die ensiem se aktiewe plek vrygestel word.

Isoenzymes Edit

Isoensieme, of isosime, is veelvuldige vorme van 'n ensiem, met effens verskillende proteïenvolgorde en soortgelyke maar gewoonlik nie identiese funksies nie. Hulle is óf produkte van verskillende gene, óf andersins verskillende produkte van alternatiewe splitsing. Hulle kan óf in verskillende organe óf seltipes geproduseer word om dieselfde funksie te verrig, óf verskeie isoënsieme kan in dieselfde seltipe geproduseer word onder differensiële regulering om aan die behoeftes van veranderende ontwikkeling of omgewing te voldoen. LDH (laktaatdehidrogenase) het veelvuldige isosieme, terwyl fetale hemoglobien 'n voorbeeld is van 'n ontwikkelingsgereguleerde isovorm van 'n nie-ensiematiese proteïen. Die relatiewe vlakke van isoënsieme in bloed kan gebruik word om probleme in die afskeidingsorgaan te diagnoseer.


Koolhidrate / Biomolekules - 'n Vlak Biologie (5 lesse met hulpbronne)

Huidige promosie - Koop en hersien 'n hulpbron en kry 'n ander betaalde hulpbron gratis! E-pos my sodra jy in aanmerking kom vir die promosie [email protected] Welkom by Honey Bee Biology (deur Harrison Tutoring) waar jy 'n heuningpot vol heerlike, soet hulpbronne sal vind om Biologie op 'n prettige en innemende manier te onderrig. Hannah (Harrison Tutoring)

Deel dit

docx, 1,2 MB pptx, 2,95 MB

'n Volledige pakket van innemende en hoë kwaliteit hulpbronne om 'n onderwerp oor koolhidrate te onderrig.

  • Les-vir-les plan / Skema van werk
  • 'n Lys van hulpbronne wat jy sal nodig hê om die lesse te onderrig
  • Kragpunt
  • Notaboekie vir studente om tydens lesse in te vul (pas by Power Point)

Hierdie hulpbron is ontwerp en geskep om die volgende Edexcel SNAB-spesifikasiepunte te leer:

1.12 i) Ken die verskil tussen monosakkariede, disakkariede en polisakkariede (glikogeen en stysel — amilose en amilopektien).
ii) die strukture van monosakkariede, disakkariede en polisakkariede in verband te kan bring met hul rol in die verskaffing en berging van energie (β-glukose en sellulose word nie in hierdie onderwerp vereis nie).

1.13 Weet hoe monosakkariede verbind om disakkariede (sukrose, laktose en maltose) en polisakkariede glikogeen en amilose te vorm deur kondensasiereaksies wat glikosidiese bindings vorm, en hoe dit deur hidrolisereaksies verdeel kan word.

Aktiwiteite en hulpbronne kan egter aangepas word vir verskillende eksamenborde en spesifikasies.

  • Die chemie van koolhidrate
  • Mono-, Di-, Polisakkariede met voorbeelde
  • Struktuur en funksie van Glukose en Stysel
  • Hidrolise en kondensasie reaksies
  • Glikosiediese binding
  • Video skakels
  • Twitter-uitdaging
  • Witbord vasvrae
  • 'n Ondersoek (broodkou)
  • Eksamenvrae met antwoorde
  • Opsomming aktiwiteite

**Verwante hulpbronne: As deel van hierdie lesse kan jy ander aktiwiteite gebruik (Bou polisakkariede en toets vir koolhidrate wat hier in my winkel gevind kan word https://www.tes.com/teaching-resource/2-0-building -polisakkariede-aktiwiteit-met-merk-rooster-12324817
**

Kry hierdie hulpbron as deel van 'n bondel en bespaar tot 33%

'n Bundel is 'n pakket hulpbronne wat saamgegroepeer is om 'n spesifieke onderwerp, of 'n reeks lesse, op een plek te onderrig.

Biomolekules - 'n Vlak Biologie (23 Lesse en hulpbronne)

'n Bondel planne, lesse en hulpbronne vir die volgende: * Water * Koolhidrate * Lipiede * Proteïene * Nukleïensure Sluit 'n verskeidenheid boeiende aktiwiteite, studentenotaboekies en 'n oorvloed werkkaarte, eksamenvrae en nasienroosters in!


Inleiding

Die sentrale reël wat deur Crick F. et al. verduidelik die vloei van genetiese inligting in lewende organismes en rig die ontwikkeling van molekulêre biologie vir dekades 1 . Opgehoopte bewyse openbaar egter die bestaan ​​van verskillende soorte biomolekules in menslike selle en bewys dat die verhoudings tussen hulle fundamenteel is in sellulêre verwerking, inligtingoordrag en besluitneming 2,3. Byvoorbeeld, met die bekendstelling van die mededingende endogene RNA's (ceRNA) meganisme, dui meer en meer eksperimente en literatuur aan dat die interaksie van ncRNA en mRNA geenuitdrukking reguleer 4 . Kumulatiewe studies het aangedui dat 'n reeks ncRNA's geassosieer word met talle siektes soos kankers 5 , bloedsiektes 6 en neurodegenerasie-siektes 7 . Gevolglik maak mikroskopiese studie van die verhoudings tussen biomolekules nie net innoverende insigte om lewensproses te verstaan ​​nie, maar fasiliteer dit ook siektevoorkoming, diagnose, behandeling en geneesmiddelontwikkeling.

Deur voordeel te trek uit die ontwikkeling van hoë-deurset-tegnologieë, word 'n groot verskeidenheid reekse en verwantskappe bepaal en gepubliseer op talle aanlyn databasisse soos HMDD 8, STRING 9 en DrugBank 10. Alhoewel eksperimentele verifikasie-gebaseerde metodes mense se begrip van sellulêre aktiwiteite op molekulêre vlak sterk bevorder het. Die aantal verwantskappe wat deur hierdie eksperimente bekragtig word, beslaan slegs 'n klein deel van die geheel. Boonop kan die hoë vals-positiewe en vals-negatiewe wat in handeksperimente aangebied word as gevolg van verskeie faktore die vordering 11 modereer en mislei. Dit is nodig en dringend om betroubare en doeltreffende berekeningsbenaderings voor te stel om massiewe data te hanteer vir die leiding van praktiese eksperimente.

Trouens, talle berekeningsvoorspellingsmetodes is ontwerp om nuwe verwantskappe tussen transkripsies, vertalings en kleinmolekuleverbindings oor die afgelope paar jaar af te lei. Die meeste voorspellingsmodelle behoort aan verskeie kategorieë as gevolg van navorsingsobjek of berekeningsmetodes. Volgens navorsingsobjek kan die voorspellingsmodel in die volgende tipiese verteenwoordigers gesegmenteer word. Vir proteïen-proteïeninteraksie (PPI), Huang et al. 'n volgorde-inligting-gebaseerde model voorgestel om potensiële interaksie te voorspel deur gebruik te maak van geweegde yl voorstellingsmodel gekombineer met globale enkodering 12 . Vir ncRNA-proteïen (RPI), Yi et al. het uitstekende voorspellingsresultate op veelvuldige RIP-datastelle behaal deur evolusionêre inligting en diepleerraamwerke te kombineer 13 . Vir ncRNA-siekte, Guo et al. 'n leergebaseerde metode aangebied om onbedekte lncRNA-siekte-assosiasies te voorspel deur verskeie tipes biologiese inligting en rotasiewoud 14 te integreer. Vir miRNA-siekte, Li et al. voorspelde potensiële assosiasies deur Network Topological Similarity Gebaseer op DeepWalk 15. Volgens berekeningswyse kan die voorspellingsmodel in netwerkgebaseerde metodes, masjienleer-gebaseerde metodes en matriks-ontbinding-gebaseerde metodes verdeel word. 'n Raamwerk onder toesig is voorgestel deur Wang et al. om proteïen-proteïen-interaksies te voorspel deur die kombinasie van gestapelde yl outo-enkodeerder en probabilistiese klassifikasievektormasjien (PCVM) klassifiseerder 16 . Li et al. het 'n matriks-ontbinding-gebaseerde metode genaamd MCMDA bekendgestel om potensiële assosiasies te voorspel deur die aangrensende matriks van miRNA-siekte 17 op te dateer. Huang et al. vorendag gekom met 'n netwerk-gebaseerde model genaamd EPLMI om potensiële miRNA-lncRNA interaksie te ontdek gebaseer op tweerigting diffusie van uitdrukking profiele 18 .

Onlangs inspireer die ontdekking van nuwe soorte biomolekules en die bewyse van voldoende eksperimenteel bekragtigde verhoudings navorsers om ekstra biomerker as 'n brug of tussenganger te neem om die werkverrigting van die berekeningsmodel te verbeter. Chen et al. het lncRNA as 'n tussenganger geneem om potensiële miRNA-siekte-assosiasies in heterogene netwerke te ontdek deur middel van etiketvoortplantingsalgoritmes 19 . Peng et al. die ooreenkoms tussen miRNA-geen en siekte-geen onderskeidelik gekarakteriseer en die assosiasie tussen miRNA-siekte in die raamwerk van masjienleermodel 20 voorspel. Die metodes wat deur hulle voorgestel word, versag die impak van dataverlies op voorspellings tot 'n sekere mate en integreer die idee van die pad. Hulle is egter steeds in wese die aanhangers van reduksionisme.

Reduksionisme, wat die biologiese sisteem uitmekaar haal in verskeie basiese komponente gebaseer op samestelling of funksie vanuit 'n modulêre oogpunt en elke eenheid op 'n gefokusde of geïsoleerde wyse bestudeer, is al dekades lank die dominante idee in bioinformatika 21 . Gegewe die fundamentele beginselspele in netwerkbiologie en die toenemend duidelike bewyse werp lig op dat selle, as inherent aan 'n volledige individu, sonder twyfel deur samestellende elemente geraak word. Verskillende soorte biomolekules en verwantskappe is soos nodusse (biomolekules) en rande (verwantskappe) in 'n netwerk (sel). Netwerk is 'n ongestruktureerde data wat algemeen in die werklike wêreld voorkom en wyd bestudeer word. Modellering van selle in netwerke is versoenbaar en kan van bestaande doeltreffende rekenaarnetwerkalgoritmes geleen word. Om hierdie uitdaging die hoof te bied, word die grootskaalse Molekulêre Verenigings Netwerk (MAN) saamgestel deur verskeie soorte verhoudings tussen verskeie verskillende tipes biomolekules.


1. Pease, C. en Bull, J. (2010) Hoe nie-wetenskaplikes die wetenskaplike metode gebruik. Universiteit van Texas in Austin.

3. Novak, J., Canas, A. (2008) Die teorie onderliggend aan konsepkaarte en hoe om dit te bou en te gebruik. Instituut vir Mens- en Masjienkognisie.

4. Clifford, A. (2013) Onderrig van herstellende praktyke met klaskamerkringe. Orange County Departement van Onderwys.

7. Webb, N. (2002) Diepte-van-kennisvlakke vir vier inhoudsareas. New York Stad se Departement van Onderwys.

8. Chowning, T. (2009) Sokratiese Seminare in Wetenskapklas. Die Wetenskap Onderwyser.

10. Banchi, H. en Bell, R. (2008) Die baie vlakke van ondersoek. Die Leersentrum van die NSTA.

11. Gevorderde Plasingsprogram (2011) Ondersoekonderrig in die AP Wetenskapklaskamer. Kollege Raad.


5: Biomolekules - Biologie

Alle artikels wat deur MDPI gepubliseer word, word onmiddellik wêreldwyd beskikbaar gestel onder 'n ooptoeganglisensie. Geen spesiale toestemming word vereis om die hele of 'n gedeelte van die artikel wat deur MDPI gepubliseer is, te hergebruik nie, insluitend syfers en tabelle. Vir artikels wat onder 'n ooptoegang Creative Common CC BY-lisensie gepubliseer is, mag enige deel van die artikel sonder toestemming hergebruik word, mits die oorspronklike artikel duidelik aangehaal word.

Feature Papers verteenwoordig die mees gevorderde navorsing met beduidende potensiaal vir 'n groot impak in die veld. Spesifieke referate word op individuele uitnodiging of aanbeveling deur die wetenskaplike redakteurs ingedien en ondergaan ewekniebeoordeling voor publikasie.

Die hoofartikel kan óf 'n oorspronklike navorsingsartikel wees, 'n aansienlike nuwe navorsingstudie wat dikwels verskeie tegnieke of benaderings behels, óf 'n omvattende oorsigartikel met bondige en presiese opdaterings oor die jongste vordering in die veld wat sistematies die mees opwindende vooruitgang in wetenskaplike letterkunde. Hierdie tipe vraestel bied 'n uitkyk op toekomstige navorsingsrigtings of moontlike toepassings.

Editor's Choice-artikels is gebaseer op aanbevelings deur die wetenskaplike redakteurs van MDPI-tydskrifte van regoor die wêreld. Redakteurs kies 'n klein aantal artikels wat onlangs in die joernaal gepubliseer is wat hulle glo veral interessant sal wees vir skrywers, of belangrik sal wees in hierdie veld. Die doel is om 'n momentopname te gee van sommige van die opwindendste werk wat in die verskillende navorsingsareas van die joernaal gepubliseer is.


Kyk die video: Eine Reise durch deinen Körper (Oktober 2022).