В состав клеток входит множество органических соединений: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и др.соединения, которых нет в неживой природе.
Органическими веществами называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода.
Белки – основа жизни.
Состав белков.
Белки – это биологические полимеры –– это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.
Полимер (от греч. «поли»-много) – много звеньевая цепь, в которой звеном является какое-либо относительно простое вещество – мономер. Соединяясь между собой, они образуют цепи, состоящие из тысяч мономеров( А-А-А-…) – среди органических соединений – белки – самые сложные, а также занимают первое место как по количеству, так и по значению. У животных на них приходится около 50% сухой массы клетки. В организме человека встречаются 5 млн типов белковых молекул, отличающихся др.от др. и от белков др.организмов.
Белки – азотосодержащие органические соединения, макромолекулы, мономером является аминокислота.
синтезируются в организме не м.б.синтезированы в организме,
должны поступать с пищей
Аминокислоты – амфотерные соединения, совмещающие свойства и кислоты и основания. Этим обусловлена их способность взаимодействовать др.с др. Соединяясь, молекулы аминокислот образуют связи между углеродом кислотной и азотом основной групп. Такие связи называют пептидными:R1 R2
NH2 – CH – COOH + NH2 – CH – COOH N2H – CH – C – N – CH – COOH +H2 O
R1 дипептид R2 O H
Пептидная связь
Если соединяется много аминокислот (более 10), то получается полипептид. Аминокислоты имеют общий план строения, но отличаются др.от др.по строению R.
Строение белков:
Выделяют первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белков:
1.Первичная (линейная) – определяется порядком чередования аминокислот в полипептидной цепи. 20 разных аминокислот можно уподобить 20 буквам химического алфавита, из которых составлены «слова» длиной в 300-500 букв.(Последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Все свойства молекулы определяются ее первичной структурой)
2.Вторичная – спираль с одинаковыми расстояниями между витками.(Образуется в результате свертывания первичной структуры в спираль). Между N – H u C=O, расположенными на соседних витках, возникают водородные связи, они слабее ковалентных, но, повторенные многократно, скрепляют регулярные витки спирали.
3.Третичная – суперспираль, (образуется в результате свертывания вторичной структуры в форме шарика) глобула, клубок – связь между радикалами: (+) и (-) заряженные R- группы притягиваются и сближают даже далеко стоящие др.от др.участки. (Инсулин).
4.Четвертичная – несколько третичных структур. (Гемоглобин).
Свойства белков: (стр.94-95 самостоятельно);(153-154)
1.Существуют белки совершенно нерастворимые в воде.
2.Малоактивные и химически устойчивые к воздействию агентов
3.Белки – термолабильны (активны в узких t-х рамках). Действие ↑t, обезвоживание, изменение рН, спирта, ацетона и др. вызывают разрушение структурной организации белков. Вначале разрушается самая слабая структура белка – четвертичная, затем третичная, вторичная и при более жестких условиях – первичная. Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией.
Она м.б.необратимой – можно наблюдать при нагревании жидкого прозрачного белка куриного яйца, он становится жидким и непрозрачным и обратимой –
4. После устранения денатурирующего фактора многие белки способны вернуть естественную форму, т.е. если первичная структура белка не нарушается и происходит восстановление природной структуры белка , т.о.происходит ренатурация.
Функции белков:
1. Строительная (пластическая) – участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.
2. Каталитическая(ферментативная) – все биокатализаторы – ферменты – вещества белковой природы – ускорители химических реакций (10-ки, 100-ни тыс.раз)
3. Двигательная (сократительная)– сократительные белки, участвующие во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы.
4. Транспортная– присоединение химических элементов (О2 - гемоглобином) или БАВ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам.
5. Защитная– образование антител, свертывание белка крови (при проникновении в организм микроорганизмов или чужеродных белков в лейкоцитах образуются антитела (безвредный, нетоксичный принцип «ключ-замок») переваривающие эти антигены).
6. Энергетическая– белки служат источником энергии в клетке; при полном расщеплении 1г белка образуется 17,6 кДж энергии.
7. Сигнальная– в поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способных изменять свое третичное строение в ответ на действие факторов внешней среды.
Углеводы илисахариды – распространенные органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Это вещества с общей формулой Сn(H2O)m . У большинства углеводов число молекул воды соответствует количеству атомов углерода. Поэтому эти вещества и были названы углеводами.
Углеводы – органические соединения, состоящие из одной или многих молекул простых сахаров. Молекулярная масса углеводов колеблется в пределах от 100 до 1 000 000 Да (Дальтон – масса, приблизительно равная массе одного атома водорода).
Выделяют три группы углеводов:
простые сложные
моносахариды
состоят из одной молекулы олигосахариды полисахариды
●(СН2О)п ●- ●состоят из 2-10 ●- ●- ●-●- ●состоят из 102-103
моносахаридов ●- ●- ●- ●-●- ●-●- ● моносахаридов
- моносахариды или простые сахара - в зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды называют триозами – 3 атома, тетрозами – 4, пентозами – 5 или гексозами – 6 атомов углерода; из шестиуглеродных моносахаридов – гексоз – наиболее важны глюкоза (в крови 0,08-0,12%), рибоза, дезоксирибоза и галактоза
- олигосахариды или дисахариды – соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых сахаров (сахароза, мальтоза, лактоза);
- полисахариды – разветвленные полимеры - состоят более чем из 10 молекул сахаров; к числу наиболее важных полисахаридов относятся:
Целлюлоза – линейный полисахарид, состоящий из молекул глюкозы. Целлюлоза является главным компонентом клеточной стенки растений.
Крахмал и гликоген. Являются основными формами запасания глюкозы у растений и животных. При расщеплении организм получает глюкозу, необходимую в процессе жизнедеятельности.
Хитин. У ракообразных и насекомых образует наружный скелет (панцирь).
Функции углеводов:
1, Энергетическая – основная – при «сжигании» простых сахаров и, в первую очередь, глюкозы, организм получает основную часть необходимой ему энергии.
2.Запасающая. Крахмал и гликоген играют роль источников глюкозы, высвобождая ее по мере необходимости.
3.Опорно-строительная. Н-р, целлюлоза образует клеточную стенку растений; из хитина построен панцирь насекомых.
Кроме того, соединяясь с липидами и белками, углеводы образуют гликолипиды и гликопротеиды – два важных класса биохимических молекул.
Сахара рибоза и дезоксирибоза обязательно входят в состав нуклеотидов – мономеров нуклеиновых кислот.