# Белки и нуклеиновые кислоты

> Уровни организации белка и денатурация на примере варёного яйца, строение ДНК и РНК, комплементарность и правило Чаргаффа с готовой схемой решения задач.

**Биология, 10 класс.** Урок бесплатного онлайн-самоучителя «ШкольныйГид». Обновлено: 2026-09-29.

Страница урока: https://shkolniygid.ru/biologiya/10-klass/belki-nukleinovye-kisloty/

Ты варишь яйцо: прозрачный вязкий белок за три минуты плотнеет и белеет, и никаким охлаждением его не вернуть назад. Это денатурация — самый наглядный опыт над белком прямо на кухне. А по капле слюны на стакане криминалисты находят человека: в каждой клетке лежит ДНК с индивидуальным «почерком». Белки и нуклеиновые кислоты — две главные молекулы жизни: одна делает всю работу, вторая хранит и передаёт план.


### Белки: 20 кирпичиков и четыре этажа


Белок — полимер из **аминокислот**; в состав белков входит 20 их видов, сшитых **пептидными связями** в длинную цепь. Строение описывают по уровням: **первичная** структура — просто последовательность аминокислот; **вторичная** — спираль или складчатый слой на водородных связях; **третичная** — вся цепь сворачивается в компактный клубок; **четвертичная** — несколько цепей собираются вместе, как четыре субъединицы гемоглобина. Работают белки за всех: ферменты ускоряют реакции, гемоглобин носит кислород, антитела ловят вирусы, коллаген держит кожу и кости.


**аминокислота** — мономер белка; в белках 20 видов аминокислот
**пептидная связь** — связь, сшивающая аминокислоты в цепь
**денатурация** — разрушение вторичной и третичной структуры белка
**нуклеотид** — мономер ДНК и РНК: сахар, фосфат и основание
**комплементарность** — А напротив Т, Г напротив Ц в двойной спирали
**триплет** — три нуклеотида, кодирующие одну аминокислоту


> **Ловушка.** При денатурации — варке яйца, скисании молока, крепком нагреве — разрушаются вторичная, третичная и четвертичная структуры, но первичная остаётся целой: пептидные связи не рвутся. Поэтому варёный белок всё равно переваривается — ферменты добираются до цепи и режут её на аминокислоты.


### Ферменты, незаменимые аминокислоты и рекорды белков


История знаний о белках — цепь упрямых экспериментов. В 1926 году Джеймс Самнер выкристаллизовал уреазу и доказал, что фермент — это белок: коллеги долго не верили, а в 1946 году он получил Нобелевскую премию. В пятидесятых Фредерик Сенгер разобрал последовательность инсулина — впервые для любого белка — и показал: у каждого белка строгий, наследуемый порядок аминокислот. Кристиан Анфинсен добавил последнее звено: развёрнутую денатурацией рибонуклеазу удалось свернуть обратно в рабочий клубок — значит, вся информация о форме белка записана в самой последовательности.


Список работ белков длиннее любого резюме. Ферменты катализируют почти все реакции клетки: амилаза слюны уже во рту рубит крахмал, пепсин в желудке — белки. Транспортные носят грузы: гемоглобин — кислород, альбумин крови — жирные кислоты. Двигательные отвечают за сокращение: актин и миозин скользят друг по другу, и мышца сжимается. Защитные антитела узнают чужаков по форме молекул, а белки свёртывания закрывают рану сгустком. Строительные коллаген и кератин держат кожу, сухожилия и волосы, а гормон инсулин и мембранные рецепторы — это тоже белки: они управляют обменом и слушают сигналы.


Сама связь между аминокислотами проста по замыслу: карбоксильная группа одной молекулы встречается с аминогруппой другой, вода отделяется, и между ними встаёт пептидная связь. Так, звено за звеном, рибосома собирает цепь строго по рецепту и-РНК. Двадцать видов аминокислот различаются боковыми группами: у глицина крошечная, у фенилаланина — объёмное кольцо; боковые группы решают, свернётся ли участок в спираль и притянется ли к воде. Часть аминокислот организм не умеет синтезировать — их зовут незаменимыми, и они обязаны приходить с пищей: с мясом, рыбой, яйцами и бобовыми.


### ДНК и РНК: шифр в четыре буквы


**Нуклеиновые кислоты** собраны из нуклеотидов; каждый нуклеотид состоит из сахара, остатка фосфорной кислоты и азотистого основания. В ДНК основания четыре — аденин, тимин, гуанин, цитозин, а сама молекула — двойная спираль из двух цепей. Цепи держатся по правилу комплементарности: аденин всегда напротив тимина, гуанин — напротив цитозина (в РНК вместо тимина работает урацил). Отсюда правило Чаргаффа: количество А равно количеству Т, а Г — количеству Ц. Три нуклеотида подряд — триплет — кодируют одну аминокислоту: так записан генетический код. РНК одноцепочечная и работает курьером: и-РНК выносит рецепт белка из ядра к рибосоме, т-РНК подвозит аминокислоты.


Семья нуклеиновых кислот обширнее, чем кажется. АТФ — тоже нуклеотид, только с энергетической начинкой из трёх фосфатов. РНК в клетке встречается в трёх главных видах: информационная и-РНК несёт рецепт белка, рибосомальная р-РНК входит в состав рибосом, а маленькие т-РНК с тремя нуклеотидами-антикодоном на конце тащат каждую свою аминокислоту. Доли говорят сами за себя: на и-РНК приходится несколько процентов всей РНК клетки, на т-РНК — примерно десятая часть, а р-РНК — восемьдесят процентов, потому что рибосомы нужны постоянно.


Разберёмся с кодом точнее. Три нуклеотида — триплет, или кодон; четыре «буквы» дают шестьдесят четыре сочетания, а аминокислот всего двадцать, поэтому код избыточен: несколько кодонов часто означают одну и ту же аминокислоту. Есть кодоны-знаки препинания: стартовый запускает синтез белка, стоповые заканчивают. Код универсален для всей жизни на Земле и не имеет запятых — он читается строго по три, и ошибка в рамке чтения ломает весь белок.


Нуклеотид заслуживает отдельного взгляда: это сахар, фосфат и основание, собранные в один блок, а нить ДНК — цепочка таких блоков, где сахар с фосфатом образуют «рельсы», а основания — «ступени». Две цепи спирали антипараллельны: одна идёт снизу вверх, другая сверху вниз, и это не деталь — так работают ферменты, копирующие ДНК. Между ступенями сидят водородные связи: их две в паре А-Т и три в паре Г-Ц, поэтому ГЦ-богатая ДНК плавится при большей температуре.


Чтобы уровни организации не путались, привяжи их к примерам. Вторичная структура — спираль альфа-кератина волоса и складчатый слой шёлка; третичная — глобула миоглобина, в которой спрятан гем; четвертичная — сборка из четырёх цепей гемоглобина. Первичная у всех по смыслу одна: просто порядок аминокислот в цепи, и именно он задаёт всё остальное.


Денатурация окружает нас на кухне: скисание молока — белок сворачивается от кислоты, взбитый белок — пена из развёрнутых нитей, маринование в лимоне — рыба белеет без огня. Каждый раз цепь аминокислот цела, а форма меняется, чаще всего необратимо. Ренатурация работает лишь при мягких воздействиях — это подметил Анфинсен, и в 1972 году за работы по структуре белков снова дали Нобелевскую премию.


Ферменты работают по принципу «ключ к замку»: активный центр подходит к веществу, как ключ к замку, поэтому амилаза не режет белки, а пепсин — крахмал. Каждому ферменту нужна своя среда: пепсин любит кислоту желудка, а амилаза — нейтральную среду рта. Кипяток ломает ключ: фермент денатурирует, и реакция останавливается.


Пара рекордов для задач: инсулин — маленький белок из 51 аминокислоты, собранный в две цепи, а гемоглобин эритроцита — гигант из четырёх цепей, в которых вместе около 574 аминокислот. Питание и белки связаны напрямую: желудочный сок и ферменты режут пищевые белки до аминокислот, из которых организм собирает свои. Белок не запасается, как жир: если аминокислот не хватает, организм разбирает собственные мышцы, поэтому белок в рационе нужен каждый день.


$$A=T,\; G\equiv C$$

*Комплементарность цепей ДНК (в РНК напротив аденина — урацил)*


> **Совет.** Задачи на Чаргаффа решаются в два счёта: если аденина 30%, то и тимина 30%; на гуанин с цитозином остаётся 40%, делим пополам — по 20%. Схема одна для любых процентов: посчитай парную долю, остаток дели пополам. А в задачах на белок держи связку «аминокислота — триплет — двойная спираль».


**Разбор типового задания**

1. Задание: одна цепь ДНК имеет порядок А-Т-Г-Ц-Ц-А. Запиши комплементарную цепь и посчитай число водородных связей между цепями на этом фрагменте.
2. Строим ответ по правилу комплементарности: напротив А встанет Т, напротив Т — А, напротив Г — Ц, напротив Ц — Г. Получается Т-А-Ц-Г-Г-Т.
3. Считаем связи в парах: пара А-Т держится двумя водородными связями, пара Г-Ц — тремя. Во фрагменте три пары А-Т и три пары Г-Ц: — $$3 \cdot 2 + 3 \cdot 3 = 15$$
4. Ответ: комплементарная цепь Т-А-Ц-Г-Г-Т, всего 15 водородных связей. Запомни расценки: А-Т — две связи, Г-Ц — три, поэтому ГЦ-богатый участок плавится труднее.


| Признак | ДНК | РНК |
| --- | --- | --- |
| цепи | две, закручены в спираль | одна |
| сахар | дезоксирибоза | рибоза |
| азотистые основания | А, Т, Г, Ц | А, У, Г, Ц — вместо тимина урацил |
| место работы | в основном ядро | ядро и цитоплазма |
| функция | хранит наследственную информацию | переносит рецепт белка и участвует в сборке |


*[Интерактив: Собери пары: молекулы жизни — доступен на странице урока]*


*[Интерактив: Верно или нет? — доступен на странице урока]*


*[Интерактив: Вставь пропуски: язык белков — доступен на странице урока]*


### Как это спрашивают на контрольной


- Верю — не верю: при варке яйца разрушается первичная структура белка (нет: пептидные связи целы).
- Задача: в ДНК 31% аденина — найди проценты остальных нуклеотидов.
- Развёрнутый ответ: чем ДНК отличается от РНК — по числу цепей, сахару, основаниям и функции.
- Числа: инсулин — 51 аминокислота в двух цепях, а сколько цепей у гемоглобина?


Образец полного ответа на последний вопрос: «ДНК — двойная спираль из дезоксирибозы с тимином в составе; она хранит наследственную информацию и находится в основном в ядре. РНК одноцепочечная, содержит рибозу и вместо тимина — урацил; она переносит рецепт белка из ядра к рибосомам и участвует в сборке белка. АТФ устроен как нуклеотид, но с хвостом из трёх фосфатов — им клетка расплачивается за всю свою работу».


## Частые вопросы

### Что происходит с белком яйца при варке?

Денатурация: водородные связи рвутся, спираль и клубок разваливаются, белок плотнеет. Первичная структура — цепь из аминокислот — остаётся целой.


### Как по правилу Чаргаффа найти долю нуклеотида?

Аденина ровно столько же, сколько тимина, а гуанина — сколько цитозина. Посчитай парную долю, а остаток дели пополам: если А = 30%, то Т = 30% и Г = Ц = 20%.


### Чем ДНК отличается от РНК?

ДНК — двойная спираль в ядре, она хранит наследственную информацию и содержит тимин. РНК одноцепочечная, вместо тимина в ней урацил, и работает она копией рецепта и курьером между ядром и рибосомой.


### Почему белки выполняют так много разных функций?

Из двадцати видов аминокислот можно собрать бесконечное число цепей разной длины и порядка. Форма цепи определяет работу: ферменту — свой паз, гемоглобину — карман под кислород. Поэтому двадцать «кирпичиков» дают тысячи разных белков.


## Проверь себя (вопросы и ответы)

#### Вопрос 1: Из каких мономеров построены белки?
- ✅ аминокислот
- ☐ нуклеотидов
- ☐ молекул глюкозы
- ☐ жирных кислот

*Пояснение: Белок — полимер из аминокислот, соединённых пептидными связями. Нуклеотиды — мономеры нуклеиновых кислот.*


#### Вопрос 2: Сколько видов аминокислот входит в состав белков? Запиши число.
**Ответ:** 20

*Пояснение: Белки построены из 20 видов аминокислот; бесконечное разнообразие дают порядок и длина цепи.*


#### Вопрос 3: При варке яйца первичная структура белка разрушается.
- ☐ Правда
- ✅ Неправда

*Пояснение: Денатурация разрушает вторичную и третичную структуры, но пептидные связи целы — первичная структура сохраняется, поэтому варёный белок переваривается.*


#### Вопрос 4: Сопоставь уровень организации белка и его описание.
- первичная структура — последовательность аминокислот
- вторичная структура — спираль или складчатый слой
- третичная структура — вся цепь свёрнута в клубок
- четвертичная структура — несколько цепей, как у гемоглобина

*Пояснение: Уровни идут строго по порядку: цепь, спираль, клубок, объединение цепей.*


#### Вопрос 5: В молекуле ДНК на долю аденина приходится 30% нуклеотидов. Сколько процентов гуанина?
- ✅ 20%
- ☐ 30%
- ☐ 40%
- ☐ 60%

*Пояснение: По Чаргаффу А = Т = 30%, на Г и Ц остаётся 40%; гуанин и цитозин равны, значит Г = 20%.*


#### Вопрос 6: Расставь уровни организации белка от простого к сложному.
**Правильный порядок:** первичная → вторичная → третичная → четвертичная

*Пояснение: Сначала цепь аминокислот (первичная), затем спираль (вторичная), клубок (третичная) и объединение цепей (четвертичная).*


#### Вопрос 7: Раздели молекулы на аминокислоты и азотистые основания ДНК.
- **аминокислота:** лейцин, глицин
- **азотистое основание:** аденин, тимин

*Пояснение: Лейцин и глицин — аминокислоты, из них собирается белок. Аденин и тимин — азотистые основания, части нуклеотидов ДНК, где А всегда в паре с Т.*


#### Вопрос 8: Дополни факты о строении биомолекул.
Пептидной связью в белке соединяются **аминокислоты**, а в ДНК аденин всегда в паре с **тимином**.

*Пояснение: Аминокислоты сшиваются пептидными связями — их не рвёт даже денатурация. В двойной спирали ДНК А-Т и Г-Ц — комплементарные пары.*


## Тренажёр

На [странице тренажёра](https://shkolniygid.ru/biologiya/10-klass/belki-nukleinovye-kisloty/trenazher/) — 4 типов задач с бесконечными вариантами чисел, проверкой ответа и разбором каждого шага.