Глубокие генетические изменения могут быть достигнуты путем слияния клеток различных типов.

В конце 70-х годов в биохимии был разработан ряд методов создания рекомбинантных ДНК, положивших начало генетической инженерии, которая позволяет направленно конструировать генетический материал и вводить его в живые клетки, прививая им полезные с точки зрения экспериментатора свойства.

7.7. Вопросы для самоконтроля

31. Что представляют собой по природе белки? В чем заключается их биологическая роль?

32. В чем суть обмена аминокислот в растительных организмах?

33. Покажите особенности метаболизма белков в животных организмах.

34. Представьте закономерности биосинтеза белка.

35. Охарактеризуйте строение нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и покажите их роль в биосинтезе белка.

36. В чем суть реализации генетического кода организма.

37. Назовите основные пути естественного видоизменения ДНК. Рекомбинация ДНК. В чем суть генной инженерии и каковы перспективы ее развития?
8. химия биологических жидкостей И
тканей животных организмов

В этом разделе необходимо проработать следующие темы:

8.1. Биохимия крови

8.2. Биохимия мяса

8.3. Биохимия молока и продуктов его микробиальной переработки
8.1. Биохимия крови

Кровь – это вязкая жидкая ткань, осуществляющая через кровеносную систему связь всех органов и тканей организма, создавая необходимый режим их существования. Кровь выполняет различные физиологические функции: транспортную (доставляет кислород и питательные вещества к тканям, удаляет из тканей углекислый газ и продукты обмена), регуляторную (поддерживает постоянным рН и осмотическое давление), защитную (ее лейкоциты и антитела нейтрализуют возбудителей болезней). Кровь способна свертываться при повреждении сосудов, защищая организм от кровопотерь. Состав крови свидетельствует о нормальных и патологических процессах, происходящих в организме.

Кровь состоит из плазмы (55-60%) и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов – красных кровяных телец (39-44%), лейкоцитов – белых кровяных телец (1%) и тромбоцитов (0,1%). Плотность крови – 1,05-1,06 г/см³ Плазма, лишенная белка фибриногена (0,4%) называется сывороткой крови.

Эритроциты содержат 40% плотного остатка, на 90% состоящего из гемоглобина. В их составе имеются также белки стромы, фосфолипиды, стериды, гликопротеиды и ряд ферментов: каталаза, карбоангидраза, холинэстераза, ферменты гликолиза.

Лейкоциты образуют небольшой слой над выпавшими в осадок эритроцитами. В отличие от эритроцитов лейкоциты имеют ядро и все другие органеллы, присущие соматическим клеткам. Наличие ядра и рибосом свидетельствуют о том, что в лейкоцитах постоянно синтезируются белки, в том числе и ферменты. Лейкоциты играют важную роль в защите организма.

Тромбоциты , или кровяные пластинки играют важную роль в образовании кровяного сгустка при свертывании крови.

Плазма крови содержит в своем составе 2,5-8% белков, в том числе фибриногена (0,4%).

В крови различных видов животных 30-55% от общего количества сывороточных белков составляют альбулины (М=65.000–70.000, рI 4,9; период полураспада 3,7 суток). Они хорошо растворимы в воде, участвуют в регуляции водно-солевого обмена между кровью и тканями, образуют комплексы с металлами, гормонами, витаминами, токсинами, лекарственными препаратами и другими веществами, обеспечивая их транспорт в организме.

Глобулины обозначаются буквами -, - и - в связи с последовательностью их перемещения вслед за альбуминами при электрофорезе.

Глобулины хорошо комплексуются с различными веществами крови. Особое место среди - глобулинов занимает железосодержащий белок трансферрин (М = 90.000) – основной резерв железа в плазме крови.

-Глобулины содержат белки-антитела, что определяет их роль защитного фактора организма.

Кровь человека и животных характеризуется постоянным значением рН. У различных видов млекопитающих оно варьируется в пределах 7,2–7,8, у человека рН составляет около 7,4.

Постоянство рН обеспечивается буферными системами, состоя­щими чаще всего из слабой кислоты и ее соли с сильным основанием, либо из слабого основания и его соли с сильной кислотой. В организме функционируют следующие буферы: бикарбонатный, фосфатный, гемоглобиновый и белковый.

Важной характеристикой крови является осмотическое давление. Осмотическое давление крови 0,8 МПа. Изотоническими сыворотке крови являются 0,9% (0,15 моль/л) раствор NaCl и 5,4% (0,3 моль/л) раствор глюкозы. Такие растворы, называемые физиологическими, используются для приготовления инъекций в вену лекарственных препаратов.

Наряду с транспортом питательных веществ кровь выполняет в организме человека и животных дыхательную функцию, то есть осуществляет перенос кислорода от легких к тканям и углекислоты (СО₂) от тканей к легким. Способностью связывать большое количество кислорода обладает красный пигмент эритроцитов – гемоглобин (Нb).

Некоторые вещества, в частности, промышленные яды (например, нитробензол, хиноны и др.) обладают способностью окислять гемоглобин в метгемоглобин, превращая Fe²⁺ в Fe³⁺.

8.2. Биохимия мяса

Собственно мясо представляет собой скелетную мускулатуру животных (мышечную ткань). Наряду с мышечной тканью выделяют жировую, костную и соединительную ткани.

Химический состав мяса зависит от вида животного, его возраста, физиологического состояния и др. параметров (таблица 8.1).

В липидах мяса преобладают жиры, в том числе на основе олеиновой кислоты (33-47%). Содержание холестерина достигает 50-70 мг, а стеридов – 3-5 мг на 100 г продукта.

В ткани мяса включены углеводы: глюкоза, гликоген (животный крахмал), гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты. Кроме белков, липидов и углеводов в мясе содержится ряд других вещества.

Таблица 8.1

Химический состав мяса различных животных

Гниение мяса обусловлено разложением органических веществ под влиянием ферментов бактерий. При разложении белков образуются индол, скатол, путресцин, кадаверин, фенол, маркаптаны, аммиак и другие продукты.

8.3. Биохимия молока и продуктов
его микробиальной переработки

Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе самок млекопитающих и предназначена для вскармливания новорожденных детенышей. Вместе с тем, молоко ряда животных и продукты его микробиальной переработки широко используются для питания людей всех возрастов.

В молоке – около 200 индивидуальных веществ. Содержание наиболее важных из них показано в таблице 8.3.

Молоко – жидкость белого цвета, обладающая свойствами поли­дисперсной системы с элементами истинных и коллоидных растворов, суспензий и эмульсий.

Основным углеводом молока является лактоза, выполняющая главным образом энергетическую функцию. Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития человека. Они попадают в него вместе с кормом животных и синтезируются микрофлорой рубца.

В молоко из крови поступают гормоны – химические стимуляторы, образующиеся в клетках желез внутренней секреции и регулирующие обмен веществ в организме.

В производстве кисломолочных продуктов главное место занимают процессы брожения сахаров, коагуляции казеина и гелеобразования. Брожение молочного сахара (лактозы) осуществляется микроорганизмами бактериальных заквасок. Его скорость и направление определяют консистенцию, вкус и запах готовых продуктов.

Таблица 8.3

Химический состав молока (%) некоторых млекопитающих

Примечание : 4,19кДж = 1 ккал.

Выделяют две группы кисломолочных продуктов. В основе приготовления продуктов первой группы: простокваши, йогурта, ацидофилина, творога, сметаны – лежит главным образом молочнокислое брожение. Ко второй группе относятся продукты, полученные на основе смешанного брожения – молочнокислого и спиртового: кефир, кумыс, ацидофильно-дрожжевое молоко.

8.4. Вопросы для самоконтроля

38. Опишите состав и биологические функции крови. В чем суть осмотического давления и какова функция буферной системы?

39. Охарактеризуйте химический состав мяса как одного из важнейших продуктов животноводства.

40. Представьте химический состав молока млекопитающих.

41. Назовите основные загрязнители молока.

42. Покажите основные пути микробиальной переработки молока. Кисломолочные продукты и сыры.
9. БИОХИМИЯ ВИНА

При изучении этого раздела необходимо обратить внимание на следующие вопросы:

9.1. Химический состав винограда и сусла

9.2. Биохимические процессы на стадии приготовления сусла

9.3. Дрожжевое брожение виноградного сусла