Что такое хемосинтез? Кратко

Хемосинтез — это процесс, посредством которого некоторые редкие микробы, обитающие в ущельях на большой глубине, получают энергию. Он схож с фотосинтезом, но без участия солнечного света. В хемосинтезе энергия образуется в результате окисления химических веществ неорганического происхождения, таких как сероводород, который формируется в земной коре.

Геотермальное тепло, поступающее из разломов земной коры на дне океана, может нагревать воду до 100 °С (212 мофилы прекрасно себя чувствуют при температуре 120 °С (250 °F). На такой большой глубине нет солнечного света, и бактерии получают энергию, превращая доступные химические вещества в сахар. Например, некоторые бактерии окисляют сероводород и используют хранящуюся в нем энергию для производства глюкозы из воды и диоксида углерода, содержащегося в морской воде.

Ученые предполагают, что данный тип бактерий хорошо бы себя чувствовал в горячих условиях зарождения жизни на Земле, и, возможно, именно с них все и началось.

Что такое фотосинтез? Кратко

Фотосинтез — это процесс образования сахаров, например глюкозы, из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Данный процесс протекает в растениях и некоторых бактериях. Листья растений подобны коллекторам солнечной энергии, которые изобилуют фотосинтезирующими клетками. Эти клетки соединяют молекулы воды и углекислого газа и образуют сахара и кислород.

Вода проникает в наземное растение через его корни, а затем доходит до листьев. Атмосферный углекислый газ проникает в листья через крошечные поры, так называемые «устьица», которые открываются и закрываются — в зависимости от окружающей среды. Точно так же кислород, полученный во время фотосинтеза, возвращается через устьица в атмосферу.

В процессе дыхания растения потребляют сахар и кислород и производят углекислый газ и воду с одновременным образованием аденозинтрифосфата, или АТФ — молекул, обеспечивающих энергией такие важные процессы, как синтез белка.

Что такое углеводы? Кратко

Углеводы — это органические соединения, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода. В диетологии и в повседневной жизни углеводами называют пищу, содержащую сахар (шоколад) либо крахмал (хлеб, макаронные изделия).

Простейшие углеводы — это простые сахара, или «моносахариды», такие как фруктоза (С6Н12O6), которая делает фрукты сладкими, или рибоза (С5Н10O5), составляющая основу РНК. Моносахариды, и в особенности глюкоза, чрезвычайно важны для обмена веществ.  У глюкозы одинаковая с фруктозой химическая формула, но разная молекулярная структура. Глюкоза имеет форму кольца.

Более сложный дисахарид, сахароза (С12Н22О11) — обычный столовый сахар, — состоит из фруктозы и глюкозы. Самые сложные углеводы — это «полисахариды», например крахмал, который состоит из тысяч единиц глюкозы. Глюкоза хранится в растениях в виде крахмала. Многие животные и люди хранят запас глюкозы в гликогене — молекуле, в которой белок — это ядро, окруженное разветвлениями из глюкозы.

Что такое РНК? Кратко

Рибонуклеиновая кислота, или РНК, — это молекула, похожая на ДНК, но не используемая для того, чтобы хранить генетическую информацию (за исключением РНК-содержащих вирусов). Вместо этого РНК выполняет множество различных функций в клетке, например, служит временной копией генетической информации.

Подобно ДНК, молекулы РНК содержат последовательность четырех химических «оснований», в данном случае это урацил (U), аденин (А), цитозин (С) и гуанин (G). Каждое основание также прикрепляется к молекуле сахара (ри-боза) и молекуле фосфата, таким образом формируется нуклеотид. Иногда основы объединяются друг с другом (U с А, С с G) и образуют двойную спиральную структуру, как в ДНК, но РНК, как правило, состоит из одной цепи.

«Матричные» РНК (мРНК) — это молекулы с небольшой продолжительностью жизни, которые копируют клетки ДНК и доставляют их к рибосоме — системе выработки белка в клетках. Рибосома дешифрует их и синтезирует белок. «Транспортные» РНК (тРНК) — это молекулы, которые прикрепляются к отдельным аминокислотам и тащат их к рибосоме, где к ним добавляются белки.

Что такое рибосомы? Кратко

Во всех клетках, в том числе в клетках растений, животных и бактерий, рибосомы выполняют функцию мини-фабрик, производящих белки. Каждая рибосома состоит из молекул и белков РНК. Некоторые из них могут свободно перемещаться в жидкой цитоплазме клеток, тогда как другие прикреплены к эндоплазматической сети — сложному переплетению мембран внутри эукариотических клеток.

Матричные молекулы РНК (мРНК) доставляют копию генетической информации из клеток ДНК рибосоме. Тем временем транспортные молекулы РНК (тРНК) прикрепляются к отдельным аминокислотам и доставляют их в рибосомы, где их превратят в белки, согласно информации мРНК.

Как правило, в клетках содержится несколько тысяч рибосом, а порой их количество достигает нескольких миллионов. Рибосомы в клетках бактерий отличаются от рибосом в клетках животных своей химической структурой, и благодаря этим различиям антибиотики избирательно разрушают рибосомы болезнетворных бактерий, нарушая синтез белка в них и защищая людей или животных от болезней.