Органічні речовини. Поняття біополімери. Білки та вуглеводи.

Органічні речовини. Поняття біополімери. Білки та вуглеводи.

Органічні речовини - це сполуки Карбону з іншими елементами, що виникли в живих істотах. У складі органічних сполук переважають органогенні хімічні елементи: Гідроген, Оксиген, Нітроген і Карбон. Ковалентно зв’язані атоми Карбону утворюють ланцюжки, кільця або ряди кілець - так званий скелет молекули

Будова органічних сполук. До складу клітин входять різні органічні сполуки: ліпіди, вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти тощо. Їхні молекули можуть мати високу молекулярну масу, складаючись з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок (простих молекул) - мономерів. Такі сполуки називають біополімерами або макромолекулами. Наприклад, молекули білків складаються із залишків амінокислот; молекули нуклеїнових кислот - із залишків нуклеотидів, а складних вуглеводів (полісахаридів) - із залишків моносахаридів. Білок. Амінокислота. Амінокислота. Амінокислота. Полімер або макромолекула. Мономер

Нуклеїнова кислота ДНК-біополімер. Мономери, з яких вона складається. Азотиста основа. Залишок фосфорної кислоти. Вуглевод

Основні типи органічних сполук, що входять до складу організмів. Органічні сполуки. СкладовіФункція. Ліпіди:жири. Залишки триатомного спирту гліцеролу і жирних кислотвоски. Залишки одноатомних спиртів і жирних кислот. Структурна, енергетична, захисна, регуляторнастероїди. Поліциклічні гідрофобні спирти. Біополімери:полісахариди. Моносахариди. Структурна, енергетичнабілки. Амінокислоти. Структурна, енергетична, захисна, каталітична (ферментативна), сигнальна, рухова, регуляторна, транспортна. Нуклеїнові кислоти. Нуклеотиди. Кодування та зберігання спадкової інформації, участь у біосинтезі білка

Особливу групу органічних сполук становлять біологічно активні речовини: ферменти, гормони, вітаміни тощо. Вони впливають на процеси обміну речовин і перетворення енергії. Багато з них забезпечують гуморальну регуляцію процесів життєдіяльності різноманітних істот.

Ліпіди Це переважно гідрофобні органічні сполуки, які розчиняються в неполярних розчинниках (ефірі (етері), хлороформі, ацетоні та ін.)ПРОСТІСКЛАДНІСюди належать речовини, які побудовані зі сполучених між собою залишків жирних кислот і спиртів, наприклад жири та воски.сполуки, які утворюються внаслідок взаємодії молекул простих ліпідів з іншими речовинамиліпопротеїди (сполуки ліпідів і білків)гліколіпіди (ліпідів і вуглеводів)фосфоліпіди (ліпідів і ортофосфатної кислоти).

Прості ліпіди. Жири - складні речовини, утворені триатомним спиртом гліцеролом і трьома залишками жирних кислот. Вони відкладаються у вигляді жирових включень у рослинних і тваринних клітинах.

Складні ліпіди. Стероїди — біологічно активні речовини тваринного, рідше - рослинного походження. Стероїдну природу, зокрема, мають статеві гормони людини - естрогени (жіночі) та андрогени (чоловічі), а також гормони надниркових залоз (кортикостероїди). Один з найвідоміших стероїдів - холестерин. В організмі людини він слугує попередником під час синтезу статевих гормонів. Холестерин синтезується у печінці і, як вам уже відомо, входить до складу жовчі.*моносахариди, до складу яких входить п’ять атомів Карбону називають пентозами, а шість-гексозами.

Функції ліпідів. Одна з найважливіших функцій ліпідів - енергетична. У разі повного розщеплення 1 г жирів виділяється 38,9 к. Дж енергії. Не менш важлива будівельна, або структурна, функція ліпідів. Так, фосфоліпіди є важливою складовою клітинних мембран. У цих сполук одна частина виявляє гідрофільні властивості, інша - гідрофобні.

Функції ліпідів. Резервна функція полягає в тому, що ліпіди містяться в цитоплазмі клітин у вигляді включень (наприклад, клітини жирової тканини, насіння соняшника тощо). Запаси жирів в організмі можуть використовуватись по-різному. По-перше, як резервні поживні речовини. По-друге, як джерело метаболічної води: під час окиснення 1 г жирів утворюється майже 1,1 г води.

Функції ліпідів. Запаси жиру в організмі можуть виконувати й захисну функцію. Зокрема, захищають внутрішні органи від механічних ушкоджень. Накопичуючись у підшкірній жировій клітковині тварин - мешканців прохолодного клімату (китів, тюленів, пінгвінів та ін.), жири захищають організм від дії низьких температур (теплоізоляційна функція). Ця функція жирів зумовлена їхньою низькою теплопровідністю.

Функції ліпідів. Важлива й регуляторна функція ліпідів. Ліпідну природу мають деякі біологічно активні речовини: стероїдні гормони, вітаміни групи D. Вони беруть участь у регуляції життєвих функцій організмів: обміну речовин у тварин і людини, процесу линяння у комах тощо.

Вуглеводи Це сполуки, у яких співвідношення елементів С, Н, О здебільшого відповідають формулі (СН2 О)n, де n дорівнює трьом і більше. У клітинах тварин вуглеводи містяться в незначній кількості (близько 1 % сухої маси, у клітинах печінки та м’язів - до 5 %). У рослинних клітинах їхній уміст значно більший (до 60-90 %). Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на. Моносахариди. Олігосахариди. Полісахариди

Моносахариди. Здебільшого мають загальну формулу Cn. H2n. On. Вони можуть містити від 3 до 10 атомів Карбону. У природі найпоширеніші моносахариди, що містять 5 (рибоза і дезоксирибоза) та 6 атомів Карбону (глюкоза, фруктоза та ін.) тощо (мал. 12). Моносахариди мають солодкий присмак, добре розчиняються у воді. Рибоза. Дезоксирибоза. Глюкоза

Олігосахариди. Олігосахариди - полімерні вуглеводи, у яких моносахаридні ланки (від двох до десяти) з’єднані ковалентним зв’язком. Досить поширені дисахариди, утворені сполученням залишків двох молекул моносахаридів. Приклади дисахаридів: мальтоза (солодовий цукор), сахароза (буряковий або тростинний цукор), лактоза (молочний цукор), трегалоза (грибний цукор). Вони мають солодкий присмак і також добре розчиняються у воді. Схема будови дисахаридів C12 H22 O11: 1 - мальтоза; 2 - сахароза; 3 - лактоза

Полісахариди. Полісахариди - це біополімери, молекулярна маса деяких з них може сягати кількох мільйонів. Приклади полісахаридів: крохмаль, целюлоза, глікоген, пектин, лігнін, хітин та ін. Вони майже не розчиняються у воді й не мають солодкого присмаку. Вуглеводи можуть вступати у зв’язок з іншими сполуками. Такі вуглеводи називають складними. Приклади: глікопротеїди (сполуки вуглеводів з білками), гліколіпіди (сполуки вуглеводів з ліпідами).

Функції вуглеводів у біологічних системах. Енергетична функція: під час розщеплення 1 г полісахаридів або олігосахаридів до моносахаридів виділяється енергія - 17,6 к. Дж. Резервна функція: полісахариди можуть відкладатись у клітинах про запас, найчастіше у вигляді зерен. У клітинах рослин відкладається крохмаль, у клітинах тварин і грибів - глікоген. Ці запасні сполуки є резервом поживних речовин та енергії.

Функції вуглеводів у біологічних системах. Будівельна (структурна) функція: вуглеводи входять до складу певних клітинних структур. Так, нітрогенумісний полісахарид хітин є у складі зовнішнього скелета членистоногих і клітинної оболонки справжніх грибів; клітинні оболонки рослин утворені із целюлози (мал. 14). Клітинні оболонки рослин і грибів, які містять полісахариди, захищають уміст клітин та підтримують їхню форму. До складу надмембранних структур клітин тварин (глікокаліксу) входять вуглеводи, пов’язані з білками та ліпідами.

Функції вуглеводів у біологічних системах. Захисна функція: полісахариди пектини здатні зв’язувати деякі токсини та радіонукліди, запобігаючи потраплянню їх у кров. Гепарин, який запобігає зсіданню крові, синтезує один з різновидів лейкоцитів. Крім того, гепарин підвищує проникність судин, стійкість організму до нестачі кисню, впливу вірусів і токсинів, знижує рівень цукру в крові. Тому його застосовують як лікувальний препарат.