Органические соединения (вещества).

Полимер (от греч. «поли» - много, «мерос» - часть) – это сложнаямного звеньевая цепь, образующаяся при соединении друг с другом простых молекул – мономеров.

Биополимер – биологический полимер.

1) Углеводы (Сахара) – органические соединения, в состав которых входит C, H, O.

· Простые сахара (моносахариды): глюкоза, фруктоза - гидрофильны, имеют сладкий вкус и являются мономерами.

· Сложные сахара (полисахариды): целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин – гидрофобны, безвкусны.

· Дисахариды – сахароза, мальтоза (образованы двумя мономерами).

Функции углеводов:

v Энергетическая (сахароза, глюкоза – основные источники энергии);

v Структурная (целлюлоза образует клеточную стенку растений);

v Резервная/запасающая (крахмал запасается в клетках растений, гликоген – в клетках грибов и животных);

v Защитная (хитиновый покров у беспозвоночных).

2) Жиры (Липиды) – состоят из остатков жирных кислот и глицерина.

Липиды, содержащие остаток фосфорной кислоты, называют фосфолипидами.

· Не растворимы в воде, но растворимы в некоторых органических соединениях;

· обладают плохой теплопроводностью;

· бывают твердыми (животного происхождения) и жидкими (масла).

Функции жиров:

v Структурная (фосфолипиды входят в состав клеточных мембран);

v Энергетическая (при расщеплении 1 г. жира выделяется 38,9 кДж энергии);

v Запасающая/резервная (при расщеплении 1 г. углеводов выделяется 17,6 кДж энергии, поэтому запасать питательные вещества в виде жиров энергетически выгодно);

v Защитная (воск на плодах растений, копчиковая железа у водоплавающих птиц);

v Терморегуляция (под кожей образуется жировая клетчатка)

v Регуляторная (липиды входят в состав некоторых гормонов и обеспечивают гуморальную регуляцию).

v Барьерная (жиры не пропускают воду с растворенными в ней веществами в клетку).

 

3) Белки (полипептиды) – биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

В построении белков живых организмов участвует 20 аминокислот.

Строение аминокислоты: NH2 – CH – COOH

R

Структуры белка:

I. Первичная. Аминокислоты соединяются линейно с помощью пептидной связи (ковалентной).

II.Вторичная. Линейная цепь аминокислот закручивается в спираль и между витками образуется водородная связь.

III.Третичная. Спираль сворачивается в клубок  - глобулу или вытягивается и образует фибриллу. (глобулярный белок: гемоглобин, иммуноглобулин; фибриллярный белок: коллаген, кератин). Связь образуется между радикалами (дисульфидный мостик). Белок выполняет свои функции только в состоянии глобулы.

IV. Четвертичная. Представлена несколькими глобулами.

Под действием высокой или низкой температуры, радиации и т.д. белок меняет свою структуру, т.е. происходит распад белка – денатурация. В результате чего белок теряет свою активность. Если в процессе распада не была нарушена первичная структура, то белок восстановится, т.е. произойдет ренатурация.

Функции белка:

v Структурная/строительная (входит в состав всех компонентов клетки);

v Транспортная (белок гемоглобин транспортирует кислород в крови);

v Ферментативная/каталитическая (фермент – катализатор белковой природы; катализатор – ускоритель химической реакции);

v Защитная (белки иммуноглобулины (антитела) вырабатываются организмом для уничтожения антигенов (чужеродных белков) – один из механизмов иммунитета);

v Регуляторная (белки входят в состав некоторых гормонов, обеспечивая гуморальную регуляцию);

v Сигнальная (белок –рецептор родопсин находится в сетчатке глаза и преобразует световую энергию в электрическую);

v Сократительная (белок миозин участвует в сокращении мышечных волокон);

v Энергетическая (при недостатке углеводов и жиров окисляются молекулы аминокислот).

4) Нуклеиновые кислоты – полимерные цепи, мономерами которых являются нуклеотиды.

Впервые нуклеиновые кислоты были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем получили свое название (лат. nucleus-«ядро»).

Виды нуклеиновых кислот:

1. ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота;

2. РНК – рибонуклеиновая кислота.

ДНК – двуцепочечная спиральная молекула.

Структуру ДНК открыли в 1953 году Крик и Уотсон.

Функция ДНК: хранение и передача наследственной информации.

Дезоксирибоза

Нуклеотид ДНК содержит одно из четырех азотистых оснований (аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц)); пятиуглеродный сахар – дезоксирибозу и остаток фосфорной кислоты.

Азотистое основание  (А, Т, Г, Ц)

остаток

фосфорной кислоты

 

Две цепи молекулы ДНК соединяются водородными связями, которые возникает между азотистыми основаниями. Азотистые основания соединяются не случайно, а избирательно то есть по принципу комплиментарности. Так аденин всегда стыкуется с тимином и образует 2 водородные связи, гуанин с цитозином и образует 3 связи.

На принципе комплиментарности основана способность ДНК удваиваться – репликация (редупликация).

Соседние нуклеотиды одной цепи молекулы ДНК соединяются сахаро-фосфатными связями.

В ДНК Т=А Г Ц

Т У

В РНК У=А Г Ц

 

 

ДНК у эукариот находится в ядре, митохондриях и пластидах;

у прокариот – в цитоплазме.

 

РНК – одноцепочечнаянеспиральная молекула.

Рибоза

Азотистое основание  (А, У, Г, Ц)

остаток

фосфорной кислоты

 

Нуклеотид РНК имеет строение схожее с нуклеотидом ДНК, отличия заключаются в том, что место тимина (Т) занимает урацил (У), а углевод – рибоза.

РНК находится в ядре, цитоплазме и некоторых органоидах клетки.

Виды РНК:

1. Информационная (иРНК) или матричная (мРНК) – считывает и переносит генетическую информацию с ДНК;

2. Транспортная (тРНК) – приносит аминокислоты к месту синтеза белка;

3. Рибосомальная (рРНК) – содержится в рибосомах.

Все виды РНК участвуют в синтезе белков.

ДНК1: А – Т – Г – А – Ц – Ц – Т – Г – Ц – А – А – Т

ДНК2: Т – А – Ц – Т – Г – Г – А – Ц – Г – Т – Т – А

иРНК: А – У – Г – А – Ц – Ц – У – Г – Ц – А – А – У

триплет (кодон)

Один триплет кодирует одну амнокислоту.

1 трип = 3 нукл 1 трип = 1 а/к

 

 

АТФ (Аденозинтрифосфорная кислота) – это мононуклеотид, состоящий из азотистого основания (аденина), углевода (рибозы) и трех остатков фосфорной кислоты.

Схема строения нуклеотида АТФ

 

АТФ – универсальный накопитель и переносчик энергии (E). Между остатками фосфорной кислоты образуются макроэргические связи, распад которых приводит к выделению значительного количества энергии (40 кДж).

АТФ – P = AДФ (аденозиндифосфат);                                                        АДФ – P = АМФ (аденозинмонофосфат).