Органічні речовини клітини — реферат

Загальна риса органічних речовин – наявність вуглецевої скелетної ланцюга. Це біополімери і невеликі молекули простої структури.

Основні класи, наявні в живих організмах:

Вуглеводи. У клітинах присутні різні їх види – прості цукри і нерозчинні полімери (целюлоза). У процентному відношенні частка їх в сухій речовині рослин – до 80%, тварин – 20%. Вони грають важливу роль в життєзабезпеченні клітин:

  • Фруктоза і глюкоза (моносахара) – швидко засвоюються організмом, включаються в метаболізм, є джерелом енергії.
  • Рибоза і дезоксирибоза (моносахара) – один з трьох основних компонентів складу ДНК і РНК.
  • Лактоза (відноситься до дісахаров) – синтезується тваринам організмом, входить до складу молока ссавців.
  • Сахароза (дисахарид) – джерело енергії, утворюється в рослинах.
  • Мальтоза (дисахарид) – забезпечує проростання насіння.

Також, прості цукри виконують і інші функції: сигнальну, захисну, транспортну.
Полімерні вуглеводи – це розчинний у воді глікоген, а також нерозчинні целюлоза, хітин, крохмаль. Вони грають важливу роль в метаболізмі, здійснюють структурну, запасаючу, захисну функції.

Ліпіди або жири. Вони нерозчинні у воді, але добре змішуються між собою і розчиняються в неполярних рідинах (які не мають в складі кисень, наприклад – гас або циклічні вуглеводні відносяться до неполярних розчинників). Ліпіди необхідні в організмі для забезпечення його енергією – при їх окисленні утворюється енергія і вода. Жири дуже енергоефективні – за допомогою виділяються при окисленні 39 кДж на грам можна підняти вантаж вагою в 4 тонни на висоту в 1 м. Також, жир забезпечує захисну і теплоізоляційну функцію – у тварин товстий його шар сприяє збереженню тепла в холодний сезон. Жироподібні речовини захищають від намокання пір’я водоплавних птахів, забезпечують здоровий лискучий вигляд і пружність вовни тварин, виконують покривну функцію у листя рослин. Деякі гормони мають ліпідну структуру. Жири входять в основу структури мембран.

Білки або протеїни є гетерополімера біогенної структури. Вони складаються з амінокислот, структурними одиницями яких є: аминогруппа, радикал, і карбоксильная група. Властивості амінокислот і їх відмінності один від одного визначають радикали. За рахунок амфотерних властивостей – можуть образовиватьмежду собою зв’язку. Білок може складатися з декількох або сотень амінокислот. Всього в структуру білків входять 20 амінокислот, їх комбінації визначають різноманітність форм і властивостей протеїнів. Близько десятка амінокислот відносяться до незамінних – вони не синтезуються в тваринному організмі і їх надходження забезпечується за рахунок рослинної їжі. У шлунково-кишковому тракті білки розщеплюються на окремі мономери, використовувані для синтезу власних білків.

Структурні особливості білків:

  • первинна структура – амінокислотна ланцюжок;
  • вторинна – скручена в спіраль ланцюжок, де утворюються між витками водневі зв’язку;
  • третинна – спіраль або кілька їх, згорнуті в глобулу і з’єднані слабкими зв’язками;
  • четвертичная існує не у всіх білків. Це кілька глобул, з’єднаних нековалентними зв’язками.

Міцність структур може порушуватися, а потім відновлюватися, при цьому білок тимчасово втрачає свої характерні властивості і біологічну активність. Незворотним є тільки руйнування первинної структури.

Білки виконують в клітці безліч функцій:

  • прискорення хімічних реакцій (ферментативна або каталітична функція, причому кожен з них відповідає за конкретну єдину реакцію);
    транспортна – перенесення іонів, кисню, жирних кислот крізь клітинні мембрани;
  • захисна – такі білки крові як фібрин і фібриноген, присутні в плазмі крові в неактивному вигляді, в місці поранень під дією кисню утворюють тромби. Антитіла – забезпечують імунітет.
  • структурна – пептиди входять частково або є основою клітинних мембран, сухожиль і інших сполучних тканин, волосся, вовни, копит і нігтів, крил і зовнішніх покривів. Актин і міозин забезпечують скоротливу активність м’язів;
  • регуляторна – білки-гормони забезпечують гуморальну регуляцію;
  • енергетична – під час відсутності поживних речовин організм починає розщеплювати власні білки, порушуючи процес власної життєдіяльності. Саме тому після тривалого голоду організм не завжди може відновитися без лікарської допомоги.

Нуклеїнові кислоти. Їх існує 2 – ДНК і РНК. РНК буває декількох видів – інформаційна, транспортна, рибосомная. Відкрито щвейцарці Ф. Фішером в кінці 19-го століття.

ДНК – дезоксирибонуклеїнової кислоти. Міститься в ядрі, пластидах і мітохондріях. Структурно є лінійним полімером, що створює подвійну спіраль з комплементарних ланцюжків нуклеотидів. Подання про її просторову структуру було створено в 1953 р американцями Д. Уотсоном і Ф. Криком.

  • Мономірні її одиниці –нуклеотіди, що мають принципово загальну структуру з:
  • фосфат-групи;
  • дезоксирибози;
  • азотистого підстави (що належать до групи пуринових – аденін, гуанін, піримідинових – тимін і цитозин.)

У структурі полімерної молекули нуклеотиди об’єднані попарно і комплементарно, що обумовлено різною кількістю водневих зв’язків: аденін + тимін – дві, гуанін + цитозин – водневих зв’язків три.

Порядок розташування нуклеотидів кодує структурні послідовності амінокислот білкових молекул. Мутацією називаються зміни порядку нуклеотидів, так як будуть кодуватися білкові молекули іншої структури.

РНК – рибонуклеїнова кислота. Структурними особливостями її відмінності від ДНК є:

  • замість тимінових нуклеотиду – ураціловий;
  • рибоза замість дезоксирибози.

Транспортна РНК – це полімерна ланцюжок, яка в площині згорнута у вигляді листочка конюшини, основний її функцією є доставка амінокислоти до рибосом.

Матрична (інформаційна) РНК постійно утворюється в ядрі, комплементарно якого-небудь ділянці ДНК. Це – структурна матриця, на основі її будови на рибосомі буде збиратися білкова молекула. Від щирого змісту молекул РНК цей тип становить 5%.

Рибосомная – відповідає за процес складання молекули білка. Синтезується на полісом. Її в клітці 85%.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Це нуклеотид, що містить:

  • з залишку фосфорної кислоти;
  • аденін;
  • рибозу.

В результаті каскадних хімічних процесів дихання синтезується в мітохондріях. Основна функція – енергетична, одна хімічний зв’язок в ній містить майже стільки ж енергії, скільки виходить при окисленні 1 г жиру.

Посилання на основну публікацію