Органические вещества клетки. Белки

Из органических веществ, клетки на первом месте по количеству и значению стоят белки. Белки или протеины – это вещества, содержащие углерод, водород, кислород, азот и обычно также серу и фосфор. Белкам присуща громадная молекулярная масса. Например, молекулярная масса гемоглобина – белка красных кровяных клеток – 152000, миозина – белок мышц – 500000. Такие молекулы называются макромолекулами.

Строение белков. Среди органических соединений белки самые сложные. Они относятся к высокомолекулярным соединениям – биополимерам, веществам, молекулы состоят из многократно повторяющихся структурных единиц. Белки – непериодические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Белки животных организмов состоят главным образом из аминокислот (обычно 20) и при гидролизе распадаются на аминокислоты. Белки – важнейшая составная часть живых организмов: все ферменты, некоторые гормоны и антибиотики относятся к белкам.

Роль белка в жизни клеток организмов:

1) белки – строительный материал организма (оболочки, мембраны, органоиды);

2) каталитическая функция – ферменты, ускоряющие реакции в сотни миллионов раз;

3) двигательная функция – движение жгутиковых, инфузорий, сокращение мышц;

4) транспортная функция – гемоглобины крови;

5) защитная – антитела крови;

6) энергетическая функция - при расщеплении 1 г белков освобождается 17,6 кДж энергии.

Важным этапом в исследовании строения белка явилось установление в них пептидной связи, образованной из карбонильной группы и аминогруппы, входящих в состав различных амикокислот. Впервые важная роль группы -NH-CО - в построении белковой молекулы отмечена А.Д.Данилевским (1888 г).

Из различных аминокислот только a -аминокислоты могут образовывать дипептиды. Например: из a-аминокислот глицина и аланина образуется дипептид – глицил-аланин:

В зависимости от числа аминокислотных остатков, входящих в состав молекулы полипептида, различают ди-, три- и т.д. полипептиды.

Установление последовательности расположения аминокислотных остатков в одной или нескольких полипептидных цепях, составляющих молекулу белка, является первоначальной целью при исследовании его структуры. В строении молекул белков различают четыре уровня организации:

1) первичная структура – полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности пептидными связями;

2) вторичная структура – полипептидная цепь в виде спирали. Между пептидными связями соседних витков и другими атомами возникают многочисленные водородные связи, обеспечивающие прочную структуру;

3) третичная структура – специфическая для каждого белка конфигурация в виде глобулы;

4) четвертичная структура возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты.

Нарушение природной структуры белка называется денатурацией, под воздействием высокой температурь, химических веществ, света.

Липиды (жиры)

Липидысодержатся во всех клетках животных и растений. Они входят в состав многих клеточных структур.

Липиды представляют собой органические вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в бензине, эфире, ацетоне.

Из липидов самые распространенные и известные – жиры. Жиры – сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот (триглицериды). Неизменной составной частью животных и растительных жиров является глицерин. Карбоновые кислоты могут быть различны, но преимущественно с четным числом атомов углерода. Большая часть животных и растительных жиров содержит кислоты с 16 и 18 атомами углерода. Предельные: С₁₅Н₃₁СООН -

пальмитиновая кислота, С₁₇Н₃₅СООН –- стеариновая кислота. Непредельные:

С₁₇Н₃₃СООН - олеиновая кислота

СH₃ – (CH₂)₄ – CH = CH – CH₂ – CH = (CH₂)₇COOH - линолевая кислота.

Жиры в присутствии кислотных катализаторов (серной кислоты, сульфокислот) гидролизуются с образованием глицерина и жирных карбоновых кислот

Содержание жира в клетках обычно невелико: 5-10 % (от сухого вещества). Жир содержится в молоке всех млекопитающих. У растений большое количество жира сосредоточено в плодах и семенах, например у подсолнечника, конопли, грецкого ореха.

Кроме жиров в клетках присутствуют и другие липиды, например лицетин, холестерин. К липидам относятся некоторые витамины (А,Д) и гормоны, например половые.

Функции липидов в организме .

Углеводы

Углеводы содержатся в животных клетках в небольшом количестве (около 1 % от массы сухого вещества), в клетках печени и мышц их до 5 %. Растительные же клетки очень богаты углеводами: в высушенных листьях, клубнях картофеля их почти 70 %.

Углеводы представляют собой сложные органические соединения, в их состав входят атомы углерода, кислорода и водорода.

Углеводы подразделяют на моносахариды и полисахариды. Полисахариды делятся на олигосахариды (сахароподобные полисахариды), образованные из нескольких остатков молекул моносахаридов (от двух до 10), простейшими из них являются дисахариды и несахароподобные полисахариды, которые являются высокомолекулярными веществами. Молекулы полисахаридов построены из остатков моносахаридов.

В растениях углеводы образуются в результате фотосинтеза

Полисахариды (полиозы) образуются из моносахаридов в результате процесса поликонденсации:

Все моносахариды - бесцветные вещества, хорошо растворимые в воде. Почти все обладают сладким вкусом.

Из дисахаридов важны свекловичный, тростниковый и молочный сахар, из полисахаридов широко распространены крахмал (у растений), гликоген (у животных), клетчатка (целлюлоза). Древесина в основном состоит из целлюлозы.

Биологическая роль углеводов. У глеводы играют роль источника энергии, необходимой для осуществления клеткой различных форм активности. Богатые энергией подвергаются в клетке глубокому расщеплению и в результате превращаются в простые соединения, такие как и . В ходе этого процесса освобождается энергия. При расщеплении 1 г углевода освобождается 18 кДж. Углеводы также выполняют строительную функцию. Из целлюлозы состоят стенки растительных клеток.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: