Органические вещества – биология

Органические вещества

Белки – биологические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.Функции белковПластическая. Белки образуют основу цитоплазмы и входят в состав клеточных органелл и мембран. Сухожилия, суставные соединения, кости скелета, копыта состоят из белков.Каталитическая.

Биологические катализаторы, ускоряющие биохимические реакции, называются ферментами. Все ферменты являются глобулярними белками.Двигательная. Любые формы активного движения в живой природе (работа мышц, биение ресничек и жгутиков и др.) осуществляются скоротливими белковыми структурами.Транспортная.

Белок эритроцитов гемоглобин транспортирует кислород от легких к тканям и органам, сывороточный белок альбумин осуществляет транспорт жирных кислот. Белки клеточных мембран осуществляют избирательное перенос веществ (глюкозы, аминокислот, ионов) между міжклітинним пространством и цитоплазмой.Защитная.

Защита организма от действия инфекции, попавшей в него, и поддержание гомеостаза обеспечиваются реакциями иммунитета. Важнейшими факторами гуморального иммунитета являются антитела – белки.

Также защитную функцию выполняют белки, которые непосредственно разрушают клетки (лизоцим слюны) или блокирующие процессы биосинтеза (интерферон в инфицированных вирусами клетках).Регуляторная. Многие гормоны являются белками (инсулин, глюкагон). Они регулируют прохождение физиологических процессов – рост клеток, обмен веществ.Запасная.

Белки способны накапливаться как запасной материал для питания развивающегося организма (яичный альбумин, белки семян растений).Энергетическая. Белки расщепляются для получения энергии в исключительных случаях, если в организме исчерпаны запасы углеводов и жиров.Рецепторная.

Много белков на поверхности плазматической мембраны клеток способны распознавать молекулы определенной структуры.Аминокислоты – мономеры белков

Белки состоят из двадцати видов аминокислот. Аминокислоты представляют собой органические молекулы, которые имеют общий план строения: они содержат карбоксильну группуи аминогруппу, связанные с атомом Углерода. Индивидуальные свойства каждой аминокислоты определяются радикалом R. в Зависимости от структуры радикала все аминокислоты делятся на полярные и неполярные.

Последовательно соединяясь между собой, аминокислоты формируют молекулу белка. При этом связь образуется между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильною группой другой с выделением молекулы воды. Такая связь называется пептидним:Уровни структурной организации белков

Последовательность аминокислот, связанных между собой пептидными связями, называют первичной структурой билка. Далее происходит пространственная укладка полипептидной цепи, формируется вторичная структура билка.

Третичным структурой белка называется трехмерная упаковка полипептидной цепи. Третичная структура стабилизируется и удерживается четырьмя типами связей, которые образуются между радикалами аминокислот:1) дисульфидные связи между атомами Серы двух остатков цистеина;2) водородные связи, образующиеся с участием атома Водорода аминокислотных радикалов;3) гидрофобные взаимодействия между радикалами неполярных аминокислот;4) электростатические (йонни) взаимодействия между разноименно заряженными группами радикалов полярных аминокислот.По пространственной формой третичной структуры белки подразделяются на глобулярные, полипептидные, цепи которых свернуты в компактные сферические или эллипсовидные структуры (инсулин, альбумин, все ферменты), и фибриллярные, полипептидные цепи которых, располагаясь вдоль одной оси, образуют длинные волокна (фибриллы) или слои (коллаген, эластин, миозин, фибрин).Некоторые белки состоят не из одного, а из нескольких полипептидных цепей, кодируемых разными генами (гемоглобин, много ферментов углеводного обмена). В этом случае говорят о четвертичную структуру белка, а полипептидные цепи, которые его образуют, называют субъединицами. Четвертичная структура образуется только после окончания формирования третичных структур отдельных субъединиц и стабилизируется гидрофобными и электростатическими взаимодействиями.Под воздействием температуры, механического давления, химических агентов происходит нарушение пространственной организации молекулы – четвертичной, третичной, вторичной структуры с сохранением первичной; белок теряет свои физико-химические и биологические свойства. Это явление называется денатурацией. Если денатуруючий агент прекращает свое действие, в некоторых случаях белок приобретает начальной пространственной конфигурации и восстанавливает биологическую активность. Процесс восстановления физико-химических и биологических свойств белка называется ренатурацією. Если воздействие приводит к нарушению первичной структуры белка, то говорят о протеолиз.Витамины – органические вещества, которые не имеют энергетической ценности, но необходимые для прохождения реакций обмена веществ. Витамины входят в состав ферментов, регулирующих биохимические реакции. Если не хватает того или иного витамина возникают нарушения обмена веществ; такие состояния называются гіповітамінозамы, а за полного отсутствия витамина – авітамінозами. Превышение нормы потребления витаминов также приводит к нарушениям функций организма и известное под названием гіпервітамінозів.
Все витамины разделяют на две группы: жирорастворимые (A, D, E, K, F) и водорастворимые (другие).
Витамин A необходим для нормального зрения и роста. Он играет важную роль в поддержании нормального состояния кожи и слизистых оболочек. С нехваткой витамина A связано нарушение сумеречного зрения – куриная слепота, неспособность видеть при слабом освещении.
Витамины группы B (,,,и др.) влияют на обмен белков, жиров, углеводов, аминокислот и некоторых других веществ. Недостаток этих витаминов вызывает нарушения в нервной системе (болезнь бери-бери), слизистых оболочках (язвы), коже (сухость) и др.
Витамин C, или аскорбиновая кислота, способствует сохранению здоровой кожи, участвует в обмене веществ в соединительной ткани, необходим для синтеза коллагеновых волокон. При отсутствии витамина C в пище у человека развивается цинга: десны становятся слабыми и кровоточат, не заживают раны, не образуются волокна соединительной ткани.
Витамин D способствует задержанию солей Кальция, Фосфора и откладыванию их в костной ткани. У детей при недостатке витамина D в пище или при длительном отсутствии солнечного света развивается рахит – заболевание, что приводит к размягчению и искривлению костей из-за понижения содержания солей.
В случае недостаточного количества витамина Е в организме возникает бесплодие, атрофия мышц и малокровие, связанное с разрушением эритроцитов.
Витамин к участвует в синтезе протромбина в печени. Недостаток этого витамина вызывает нарушение процесса свертывания крови.
К углеводам относятся альдегиды и кетоны многоатомных спиртов, а также полимеры этих соединений с общей формулой. Содержание углеводов в животных клетках редко превышает 5 %, но в растительных может достигать 90 %.Функции углеводовЭнергетическая. При окислении в процессе клеточного дыхания углеводы высвобождают энергию, которая в них содержится, обеспечивая значительную часть энергетических потребностей организма.Защитная. Вязкие секреты (слизи), богатые на углеводы и их производные – глікопротеїди, предохраняют стенки органов (желудок, кишечник, бронхи) от механических и химических воздействий.Рецепторная. Большинство клеточных рецепторов являются гликопротеинами. Связываясь с интегральными мембранными белками, углеводы в составе рецепторов участвуют в распознавании сигнальных молекул (гормонов, нейромедиаторов).Пластическая. Углеводы являются основными структурными компонентами клеток, которые образуют опорные ткани (целлюлоза, хитин).Запасная. Откладываясь в тканях, углеводы могут обеспечить организм энергией во время голодания (крахмал, гликоген).Классификация углеводов

Углеводы подразделяют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды – это простые углеводы. В зависимости от количества атомов Углерода, которые образуют скелет молекулы, моносахариды разделяют на триози, тетрози, пентози, гексози и т.д.

Олигосахариды – углеводы, которые имеют от двух до десяти звеньев моносахаридов. Полисахариды – высокомолекулярные соединения, содержащие более десяти моносахаридних звеньев. Они составляют основную массу углеводов, которые встречаются в живых клетках.
Липиды – органические соединения, различные по структуре, химическому строению, функциям, но сходные по физико-химическим свойствам: нерастворимые в воде, хорошо растворимые в органических растворителях (естері, хлороформе, ацетоне).Функции липидовЭнергетическая. При окислении липидов выделяется примерно вдвое больше энергии, чем при окислении белков или углеводов.Структурная. Липиды являются основными структурными компонентами биологических мембран.Регуляторная. Фосфолипиды регулируют текучесть мембран, являются важными внутриклеточными сигнальными молекулами, компонентами миелиновых оболочек нервных клеток; стероиды являются предшественниками гормонов, витаминами, участвуют в регуляции генной активности.Запасная. Благодаря высокой энергетической ценности жиры являются энергетическим депо и эндогенным источником воды.Защитная. Липид является основным компонентом подкожной клетчатки, они предотвращают утратам тепла и защищают от механических воздействий.Классификация липидов

По химическому строению липиды делят на простые и сложныеи.

Простые липиды: триацилгліцероли (триглицериды, или жиры) – эфиры глицерина и жирных кислот; воска – эфиры жирных кислот и довголанкових спиртов; витамины А, Е, К.

Сложные липиды: стероиды (холестерол, половые гормоны, витамин D); фосфолипиды, в состав которых кроме глицерола и жирных кислот входят остаток фосфорной кислоты и нітрогенвмісні соединения (фосфатідилсерин, фосфатідилетаноламін, фосфатідилхолін и др.); гліколіпіди – комплексы липидов с углеводами.Нуклеиновые кислоты – биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

Каждый нуклеотид состоит из п'ятикарбонового моносахарида, азотистого основания и остатка фосфорной кислоты. В зависимости от вида моносахарида нуклеиновые кислоты разделяют на две группы:1) рибонуклеїнову кислоту (РНК), которая содержит рибозу;2) дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК), в состав которой входит дезоксирибоза.Азотистые основания являются производными пурина и пиримидина.

К пуриновым основаниям относятся аденин (А) и гуанин (Г), к пиримидиновых – цитозин (Ц), урацил (У), тимин (Т). В состав ДНК входят аденин, гуанин, цитозин, тимин; в РНК вместо тимина находится урацил. Нуклеотиды объединяются в полимерные цепи путем образования фосфодиестерних связей между фосфатной группой одного нуклеотида и гідроксигрупою сахара другого нуклеотида.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)В соответствии с моделью организации ДНК, предложенной Д. Уотсоном и Ф. Криком:1) Каждая молекула ДНК состоит из двух антипаралельних полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль.2) Каждый нуклеотид расположен в плоскости, перпендикулярной оси спирали.

3) Два полінуклеотидні цепи соединены водородными связями, которые образуются между азотистыми основаниями разных цепей.4) Взаимодействие азотистых оснований специфическая: пуринова основа может сочетаться только с піримідиновою, и наоборот. Такой принцип сочетания основ называется принципом комплементарности.

5) Последовательность оснований одной полинуклеотидной цепи может значительно варьировать, но последовательность их во втором цепи четко комплементарная первой.

Два полінуклеотидні цепи в молекуле ДНК соединяются между собой с помощью водородных связей между соответствующими азотистыми основаниями: аденин взаимодействует с тимином посредством двух водородных связей, цитозин с гуанином – с помощью трех. При этом образуется двойная спираль, полінуклеотидні цепи в которой ориентированы антипаралельно.

Благодаря уникальному строению ДНК способна к сохранению, воспроизведению и передаче генетической информации.Рибонуклеиновая кислота (РНК)

РНК содержится во всех живых клетках в виде одноцепочечных молекул. В зависимости от структуры и функции РНК разделяют на матричную, или информационную (мРНК, или іРНК), рибосомальну (рРНК) и транспортная (тРНК). Информационная РНК синтезируется в ядре клетки на матрице одной из цепей ДНК, то есть является комплементарным определенном ее фрагмента. Далее она транспортируется в цитоплазму и сама служит матрицей для синтеза белка. Рибосомальна РНК входит в состав рибосом, участвуя в трансляции. Транспортная РНК отвечает за доставку определенной аминокислоты в рибосомы и включения ее в образованный полипептидный цепь.

Источник: http://na-uroke.in.ua/53-35.html

Органические вещества живых систем

Органические соединения составляют в среднем 20—30% массы клетки живого организма. К ним относятся биологические полимеры — белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и ряд небольших молекул — гормонов, пигментов, АТФ и многие другие.

В различные типы клеток входит неодинаковое количество органических соединений. В растительных клетках преобладают сложные углеводы — полисахариды, в животных — больше белков и жиров. Тем не менее, каждая из групп органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.

Аминокислоты, азотистые основания, липиды, углеводы и т. д. поступают в клетку вместе с пищей или образуются внутри ее из предшественников. Они служат исходными продуктами для синтеза ряда полимеров, необходимых клетке.

Белки, как правило, являются мощными высокоспецифическими ферментами и регулируют обмен веществ клетки.

Нуклеиновые кислоты служат хранителями наследственной информации. Кроме того, нуклеиновые кислоты контролируют образование соответствующих белков-ферментов в нужном количестве и в нужное время.

Липиды

Липиды — так называют жиры и жироподобные вещества (липоиды). Относящиеся сюда вещества характеризуются растворимостью в органических растворителях и нерастворимостью (относительной) в воде.

Различают растительные жиры, имеющие при комнатной температуре жидкую консистенцию, и животные — твердую.

Липиды входят в состав всех плазматических мембран. Они выполняют в клетке энергетическую роль, активно участвуют в процессах метаболизма и размножения клетки.

Углеводы

В состав углеводов входят углерод, водород и кислород. Различают следующие углеводы.

• Моносахариды, или простые углеводы, которые в зависимости от содержания атомов углерода имеют названия триозы, пентозы, гексозы и т. д. Пентозы — рибоза и дезоксирибоза — входят в состав ДНК и РНК. Гексоза – глюкоза — служит основным источником энергии в клетке. Их эмпирическую формулу можно представить в виде Cn (H2O) n.
• Полисахариды — полимеры, мономерами которых служат моносахариды гексозы. Наиболее известными из дисахаридов (два мономера) являются сахароза и лактоза. Важнейшими полисахаридами являются крахмал и гликоген, служащие запасными веществами клеток растений и животных, а также целлюлоза — важнейший структурный компонент растительных клеток.

Растения обладают большим разнообразием углеводов, чем животные, так как способны синтезировать их на свету в процессе фотосинтеза. Важнейшие функции углеводов в клетке: энергетическая, структурная и запасающая.

Энергетическая роль состоит в том, что углеводы служат источником энергии в растительных и животных клетках; структурная — клеточная стенка у растений почти полностью состоит из полисахарида целлюлозы; запасающая — крахмал служит запасным продуктом растений. Он накапливается в процессе фотосинтеза в вегетационный период и у ряда растений откладывается в клубнях, луковицах и т. д. В животных клетках эту роль выполняет гликоген, откладывающийся преимущественно в печени.

Белки

Среди органических веществ клетки белки занимают первое место, как по количеству, так и по значению. У животных на них приходится около 50% сухой массы клетки.

В организме человека встречается около 5 млн. типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов.

Несмотря на такое разнообразие и сложность строения, белки построены всего из 20 различных аминокислот.

Более детально остановимся на свойствах белков. Важнейшие из них денатурация и ренатурация.

Денатурация — это утрата белковой молекулой своей структурной организации. Денатурация может быть вызвана изменением температуры, обезвоживанием, облучением рентгеновскими лучами и другими воздействиями. В начале разрушается самая слабая структура — четвертичная, затем — третичная, вторичная и при наиболее жестких условиях — первичная.

Если изменение условий среды не приводит к разрушению первичной структуры молекулы, то при восстановлении нормальных условий среды полностью воссоздается и структура белка. Такой процесс называется ренатурацией.

Это свойство белков полностью восстанавливать утраченную структуру широко используется в медицинской и пищевой промышленности для приготовления некоторых медицинских препаратов, например, антибиотиков, для получения пищевых концентратов, сохраняющих длительное время в высушенном виде свои питательные вещества.

У некоторых живых организмов обычная частичная обратная денатурация белков связана с их функциями (двигательной, сигнальной, каталитической и др.). Процесс разрушения первичной структуры белка всегда необратим и называется деструкцией.

Химические и физические свойства белков очень разнообразны: гидрофильные, гидрофобные; одни из них под действием факторов легко меняют свою структуру, другие — очень устойчивы.

Белки делятся на простые — протеины, состоящие только из остатков аминокислот, и сложные — протеиды, в состав которых, кроме кислотных остатков аминокислот, входят и другие вещества небелковой природы (остатки фосфорной и нуклеиновой кислот, углеводов, липидов и др.).

Белки выполняют в организме много разнообразных функций: строительную (входят в состав различных структурных образований); защитную (специальные белки — антитела — способны связывать и обезвреживать микроорганизмы и чужеродные белки) и др. Кроме этого, белки участвуют в свертывании крови, предотвращая сильные кровотечения, выполняют регуляторную, сигнальную, двигательную, энергетическую, транспортную функции (перенесение некоторых веществ в организме).

Исключительно важное значение имеет каталитическая функция белков. Остановимся на этой функции более подробно. Термин «катализ» означает «развязывание», «освобождение». Вещества, относимые к катализаторам, ускоряют химические превращения, причем состав самих катализаторов после реакции остается таким же, каким был до реакции.

Ферменты

Все ферменты, выполняющие роль катализаторов, — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз. Каталитическую активность фермента обусловливает не вся его молекула, а только небольшой ее участок — активный центр, действие которого очень специфично. В одной молекуле фермента может быть несколько активных центров.

Одни молекулы ферментов могут состоять только из белка (например, пепсин) — однокомпонентные, или простые; другие содержат два компонента: белок (апофермент) и небольшую органическую молекулу — кофермент. Установлено, что в качестве коферментов в клетке функционируют витамины.

Если учесть, что ни одна реакция в клетке не может осуществляться без участия ферментов, становится очевидным то важнейшее значение, которое имеют витамины для нормальной жизнедеятельности клетки и всего организма.

Отсутствие витаминов снижает активность тех ферментов, в состав которых они входят.

Активность ферментов находится в прямой зависимости от действия целого ряда факторов: температуры, кислотности (pH среды), а также от концентрации молекул субстрата (вещества, на которое они действуют), самих ферментов и коферментов (витаминов и других веществ, входящих в состав коферментов).

Стимулировать или угнетать тот или иной ферментативный процесс может действие различных биологически активных веществ, как-то: гормоны, лекарственные препараты, стимуляторы роста растений, отравляющие вещества и др.

Витамины

Витамины — биологически активные низкомолекулярные органические вещества — участвуют в обмене веществ и преобразовании энергии в большинстве случаев как компоненты ферментов.

Суточная потребность человека в витаминах составляет миллиграммы, и даже микрограммы. Известно более 20 различных витаминов.

Источником витаминов для человека являются продукты питания, в основном растительного происхождения, в некоторых случаях — и животного (витамин D, A). Некоторые витамины синтезируются в организме человека.

Недостаток витаминов вызывает заболевание — гиповитаминоз, полное их отсутствие — авитаминоз, а излишек — гипервитаминоз.

Гормоны

Гормоны — вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и некоторыми нервными клетками — нейрогормонами, Гормоны способны включаться в биохимические реакции, регулируя процессы метаболизма (обмена веществ и энергии).

Характерными особенностями гормонов являются:

1. высокая биологическая активность;
2. высокая специфичность (гормональные сигналы в «клетки-мишени»);
3. дистанционность действия (перенос гормонов кровью на расстояние к клеткам-мишеням);
4. относительно небольшое время существования в организме (несколько минут или часов).

Гормоноподобные вещества (нейрогормоны) синтезируются нервными окончаниями. Нервные клетки синтезируют еще нейромедиаторы — вещества, обеспечивающие передачу импульса клеткам. Есть гормоны липоидной природы — стероиды (половые гормоны). Координирует работу системы желез внутренней секреции гипоталамус.

Индивидуальный рост растений регулируется и координируется фитогормонами, действующими как ускорители роста клеток, их деления, (стимулируют деление камбия и др.).

Алкалоиды

У растений и у некоторых других организмов выявлена еще одна группа биологически активных веществ — алкалоиды. Эти органические соединения являются ядовитыми для человека и животных. Некоторые из них оказывают наркотические действие, так как содержат никотин, морфин и др.

Алкалоиды обнаружены приблизительно у 2500 видов покрытосеменных растений, преимущественно из семейств пасленовых, лилейных, маковых, конопляных и других. По мнению ряда ученых, алкалоиды у растений выполняют защитную функцию — приспособления к защите их от поедания животными. Алкалоид колхицин используют в медицине, а также для экспериментального мутагенеза.

Нуклеиновые кислоты

Подобно белкам, нуклеиновые кислоты являются гетерополимерами. Их мономеры нуклеотиды, из которых слагаются молекулы нуклеиновых кислот, резко отличны от аминокислот. Существует 2 типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех молекул фосфорной кислоты.

Структура неустойчива, под влиянием ферментов переходит в АДФ – аденозиндифосфорную кислоту (отщепляется одна молекула фосфорной кислоты) с выделением 40 кДж энергии. АТФ — единый источник энергии для всех клеточных реакций. Ее превращение происходит по такой схеме:

Остановимся более подробно на значении нуклеиновых кислот, которые в клетке выполняют очень важные функции. Особенности химического строения нуклеиновых кислот обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этане индивидуального развития.

Поскольку большинство свойств в организме обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот — важнейшее условие жизнедеятельности клеток и целых организмов.

Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток или активности физиологических процессов в них, влияя, таким образом, на жизнеспособность.

Изучение структуры нуклеиновых кислот, которую впервые установили американский биолог Уотсон и английский физик Крик, имеет исключительно важное значение для понимания наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования, как отдельных клеток, так и клеточных систем — тканей и органов.

Исследованиями биохимиков установлено, что и биосинтез белков в живых организмах осуществляется под контролем нуклеиновых кислот.

Таким образом, нуклеиновые кислоты обеспечивают устойчивое сохранение наследственной информации и контролируют образование соответствующих им белков-ферментов, а белки-ферменты определяют основные особенности обмена веществ клетки. Все это очень важно для поддержания химической стабильности организмов, имеет решающее значение для существования жизни на Земле.

Источник: http://shkolo.ru/organicheskie-veshhestva-zhivyih-sistem/

Органические вещества входящие в состав клетки — какие основные соединения

Главная > Наука > Биология > Какие органические вещества входят в состав живой клетки

Живая клетка любого организма состоит из органических компонентов на 25–30%.

К органическим составляющим относятся как полимеры, так и сравнительно некрупные молекулы – пигменты, гормоны, АТФ и пр.

Клетки живых организмов различаются между собой по структуре, функциям и по своему биохимическому составу. Однако каждая группа органических веществ имеет сходное определение в курсе биологии и выполняет одни и те же функции в любом типе клеток. Основные составляющие компоненты — это жиры, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Липиды

Липидами называются жиры и жироподобные вещества. Эта биохимическая группа отличается хорошей растворимостью в органических веществах, но при этом нерастворима в воде.

Жиры могут иметь твёрдую или жидкую консистенцию. Первая более характерна для животных жиров, вторая – для растительных.

Функции жиров заключаются в следующем:

1. Структурная – фосфолипиды являются основной структурной составляющей клеточных мембран.
2. Энергетическая – значительная часть энергии, которую использует клетка в процессе своей жизнедеятельности, получается в результате окисления жиров. Кроме того, в результате окисления липидов клетка получает воду.
3. Защитная функция липидов заключается в том, что подкожный жировой слой защищает ткани от температурных воздействий и механических повреждений. Кроме того, у птиц и животных имеется жировая смазка на перьях, шерсти и коже. А листья большинства растений покрыты восковым налётом.
4. Изоляционная функция жиров – миелин служит изоляционным слоем для нейронов, это служит ускорению передачи нервных импульсов.
5. Из компонентов жировой ткани образуется ряд желчных кислот и витамин Д.
6. Гормональная функция заключается в том, что многие гормоны имеют липидную природу.

Углеводы

Углеводы – это органические мономерные и полимерные вещества, которые в своём составе содержат углерод, водород и кислород. При их расщеплении клетка получает значительное количество энергии.

По химическому составу различают следующие классы углеводов:

1. Простые углеводы или моносахариды. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле такие вещества подразделяют на триозы, пентозы, гексозы и пр. К пентозам относятся вещества рибоза и дезоксирибоза — составляющие компоненты РНК и ДНК. Наиболее известная гексоза – это глюкоза, которая служит основным источником энергии для живых клеток.
2. Олигосахариды – соединения, включающие в себя 2 или несколько мономеров гексозы. Наиболее известные дисахариды – лактоза и сахароза.
3. Сложные углеводы или полисахариды — это полимеры, в состав которых входят несколько мономеров гексозы. К полисахаридам растительного происхождения относится целлюлоза. Углеводы, входящие в состав клеточной мембраны, представлены в основном сложными соединениями — гликолипидами и гликопротеидами. В животных клетках такую функцию выполняет гликоген. Крахмал – полисахарид, который содержится как в растительных, так и животных клетках.

По сравнению с животными клетками, растительные содержат в своём составе большее количество углеводов. Это объясняется способностью растительных клеток воспроизводить углеводы в процессе фотосинтеза.

Основными функциями углеводов в живой клетке являются энергетическая и структурная.

Энергетическая функция углеводов сводится к накоплению запасов энергии и высвобождению их по мере необходимости. Растительные клетки накапливают в вегетационный период крахмал, который откладывается в клубнях и луковицах. В организмах животных такую роль выполняет полисахарид гликоген, который синтезируется и накапливается в печени.

Структурную функцию углевод выполняют в растительных клетках. Практически вся клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.

Белки

Белки – органические полимерные вещества, которые занимают ведущее место как по количеству в живой клетке, так и по своему значению в биологии. Вся сухая масса животной клетки состоит из белка примерно наполовину.

Этот класс органических соединений отличается поразительным многообразием. Только в организме человека насчитывается около 5 млн различных белков. Они не только отличаются между собой, но и имеют различия с белками других организмов.

И все это колоссальное многообразие белковых молекул строится всего из 20 разновидностей аминокислот.

Если на белок воздействуют термические или химические факторы, в молекулах происходит разрушение водородных и бисульфидных связей. Это приводит к денатурации белка и изменению структуры и функций клеточной мембраны.

Все белки можно условно разделить на два класса: глобулярные (к ним относятся ферменты, гормоны и антитела), и фибриллярные – коллаген, эластин, кератин.

Функции белка в живой клетке:

1. Каталитическая функция. Большая часть биохимических реакций в клетке протекает довольно медленно. Это связано с низким уровнем химической активности многих органических веществ в клетке и их низкой концентрацией в живом организме. В этом случае белки исполняют роль катализаторов химических реакций, благодаря чему все процессы в значительной степени ускоряются и активизируются. Природные белковые биокатализаторы называются ферментами или энзимами. Каждый фермент отвечает за определённую химическую реакцию.
2. Строительная функция. Многие белки участвуют в строительстве клеточной мембраны и оболочек всех органелл.
3. Сигнальная функция. По данным проведённых исследований, все внешние факторы вызывают в молекуле белка обратимые изменения. Такие обратимые изменения лежат в основе важного свойства живых организмов – раздражимости. Под влиянием физических, химических или термических раздражителей происходит изменение пространственной упаковки молекулы белка с изменением её функциональных особенностей.
4. Транспортная функция заключается в способности некоторых белков обратимо связываться с органическими и неорганическими веществами и переносить их к различным органам и тканям. Наиболее характерна такая функция для белков крови. Примером таких белков может считаться гемоглобин, который способен связываться с молекулами кислорода и углекислого газа. Сывороточные белки альбумины могут транспортировать гормоны и некоторые липиды.
5. Защитная функция белков заключается в выработке в организме в ответ на внедрение чужеродного агента антител. Эти белковые компоненты способны связывать чужеродные компоненты и обезвреживать их.
6. В меньшей степени белки могут также служить и источником энергии. При их распаде до аминокислот и дальше до воды, углекислого газа и азотистых соединений, выделяется некоторое количество энергии, необходимой для поддержания нормальной жизнедеятельности клетки.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты имеют важное значение в структуре и правильном функционировании клеток. Химическое строение этих веществ таково, что позволяет сохранять и передавать по наследству информацию о белковой структуре клеток. Эта информация передаётся дочерним клеткам и на каждом этапе их развития формируется определённый вид белков.

Поскольку подавляющее большинство структурных и функциональных особенностей клетки обусловлено их белковой составляющей, очень важна стабильность, которой отличаются нуклеиновые кислоты. В свою очередь, от стабильности структуры и функций отдельных клеток зависит развитие и состояние организма в целом.

Различают две разновидности нуклеиновых кислот – рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК).

ДНК представляет собой полимерную молекулу, которая состоит из пары спиралей нуклеотидов. Каждый мономер молекулы ДНК представлен в виде нуклеотида. В состав нуклеотидов входят азотистые основания (аденин, цитозин, тимин, гуанин), углевод (дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.

Все азотистые основания соединяются между собой строго определённым образом. Аденин всегда располагается всегда против тимина, а гуанин – против цитозина. Такое избирательное соединение называется комплементарностью и играет очень важное значение в формировании структуры белка.

Все соседние нуклеотиды между собой связываются остатком фосфорной кислоты и дезоксирибозой.

Рибонуклеиновая кислота имеет большое сходство с дезоксирибонуклеиновой. Различие заключается в том, что вместо тимина в структуре молекулы присутствует азотистое основание урацил. Вместо дезоксирибозы это соединение содержит углевод рибозу.

Все нуклеотиды в цепочке РНК соединяются через фосфорный остаток и рибозу.

По своей структуре РНК может быть одно— и двухцепочечным. У ряда вирусов двухцепочечные РНК выполняют функции хромосом – они являются носителями генетической информации. С помощью одноцепочечной РНК происходит перенос информации о составе белковой молекулы.

Отзывы и комментарии

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/kakie-organicheskie-veshhestva-vhodyat-v-sostav-zhivoj-kletki.html

Минеральные вещества клетки. Органические вещества. Углеводы

Химические вещества, входящие в состав организма, подразделяют на макро — и микроэлементы.

К макроэлементам относятся: кислород, углерод, водород, азот, фосфор, калий, сера, железо, магний, натрий и кальций.

К микроэлементам: бор, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод и бром.

Большая часть минеральных веществ клетки представлена в виде солей, диссоциированных на ионы, либо находится в твёрдом состоянии.

Ион — это частица, в которой общее число протонов не эквивалентно общему числу электронов.

Ион, в котором общее число протонов больше общего числа электронов, имеет положительный заряд и называется катионом.

Ион, в котором общее число протонов меньше общего числа электронов, имеет отрицательный заряд и называется анионом.

Неорганические ионы, имеющие немаловажное значение для обеспечения процессов жизнедеятельности клетки, представлены катионами и анионами минеральных солей.

В виде самостоятельных частиц ионы встречаются во всех агрегатных состояниях вещества: газах, жидкостях, кристаллах и плазме.

Недостаток или отсутствие ионов некоторых металлов приводит к нарушению жизнедеятельности клеток. Например, ионы некоторых металлов (Мg, Са, Zе, Сu, Мn, Мо, Вr, Со) являются компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов, или активируют их.

Ион железа, например, входит в состав молекулы гемоглобина крови, а ион Мg в состав молекулы хлорофилла — пигмента, окрашивающего хлоропласты растений в зелёный цвет.

Кристаллические включения содержатся в цитоплазме практически любой клетки. Эти включения состоят, как правило, из слаборастворимых солей кальция и фосфора.

Кристаллические включения используются для образования опорных структур клетки, например, минерального скелета радиолярий, одноклеточных планктонных организмов, обитающих преимущественно в тёплых океанических водах.

Соли кальция входят в состав костной ткани, раковин моллюсков и хитина — основного экзоскелета членистоногих и ряда других беспозвоночных.

Органические вещества

Органические вещества — это класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).

Основные классы органических соединений биологического происхождения — это белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты. Они, помимо углерода, содержат преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор.

Углеводы, или сахариды, — это органические соединения, входящие в состав клеток всех живых организмов. Являются основными источниками энергии.

В природе углеводы образуются из углекислого газа при фотосинтезе. В процессе, идущем в зелёных растениях под действием солнечного света.

Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды.

Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахаридами, две единицы — дисахаридами, от двух до десяти единиц — олигосахаридами, а более десяти — полисахаридами.

Моносахариды — это бесцветные, кристаллические вещества, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус.

Из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют глюкоза, фруктоза, рибоза и дезоксирибоза.

Рибоза — этомоносахарид из группы пентоз. Представлен бесцветными кристаллами, легко растворимыми в воде и имеющими сладкий вкус.

Рибоза является компонентом РНК и используется при генетической транскрипции.

Также входит в состав АТФ, имеющей большое значение в обмене энергии и веществ в организмах, витаминов группы Б и ряда ферментов.

Дезоксирибоза — это моносахарид, входящий в состав ДНК.

Молекула дезоксирибозы очень схожа с молекулой рибозы. Отличие составляет лишь отсутствие одного из атомов кислорода, отсюда и название этого углевода.

Глюкоза — виноградный сахар, органическое соединение класса моносахаридов. Самый распространённый углевод, содержится в свободном состоянии в различных органах растений и животных.

Глюкоза является мономером полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы).

Основными (но не единственными) её источниками являются продукты питания, богатые углеводами.

Глюкоза образуется при распаде углеводных соединений. Она всасывается тонким кишечником.

Для человеческого организма крайне важно, чтобы количество «сахара» поддерживалось на постоянном нормальном уровне, так как он поставляет энергию для клеток. Снижение количества глюкозы в крови влечёт за собой нарушение жизнедеятельности нервных и мышечных клеток, иногда сопровождаемое судорогами или обморочным состоянием.

У здорового человека нормальный уровень сахара в крови натощак равен от 3,2 до 5,5 ммоль/л (мегамоль на литр). После употребления еды допускается уровень глюкозы в крови до 7,8 ммоль.

Фруктоза (плодовый, или фруктовый, сахар) — это моносахарид сладкого вкуса (слаще сахарозы в 1,5 раза).

Фруктоза широко распространена в природе. В большом количестве в свободном виде встречается в плодах, поэтому её часто называют плодовым сахаром. Особенно много фруктозы в мёде и сахарной свёкле.

Путь распада фруктозы в организме короче, чем у глюкозы, что имеет важное значение при питании больного сахарным диабетом, когда глюкоза очень слабо усваивается клетками.

Олигосахариды — это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Большинство олигосахаридов растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Из олигосахаридов наиболее широко распространены дисахариды:

сахароза (тростниковый сахар),

мальтоза (солодовый сахар),

лактоза (молочный сахар).

Сахароза, в быту называется просто «сахар», — это дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α—глюкозы и β—фруктозы.

Сахароза встречается во многих фруктах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Сахароза, попадая в кишечник, быстро распадается на глюкозу и фруктозу, которые затем всасываются в кровь.

Мальтоза — это солодовый сахар, природный дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Содержится мальтоза в проросших зёрнах ячменя, ржи и других зерновых; обнаружена также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений.

Лактоза (или молочный сахар) — углевод группы дисахаридов, состоящий из остатков молекул галактозы и глюкозы. Лактоза содержится в молоке и молочных продуктах.

Интересный факт

Несмотря на употребление лактозы в лечебных целях, у некоторых людей она не усваивается и вызывает нарушения в работе пищеварительной системы (различные расстройства желудочно-кишечного тракта) после употребления молочных продуктов. У этих людей отсутствует или производится в недостаточном количестве фермент лактаза. Который расщепляет молекулу лактозы.

Непереносимость молочного сахара довольно распространена. Так, в Финляндии и Швейцарии непереносимость лактозы встречается примерно у 16 % взрослых лиц.

В Англии — около 30 %, во Франции приблизительно у 42 %, а в странах Юго-Восточной Азии и у афроамериканцев в США — почти у 100 % (процентов).

Также непереносимость лактозы часто встречается среди коренного населения Африки, Америки и ряда стран Азии.

Непереносимость лактозы связана с отсутствием в этих регионах традиционного молочного животноводства. То есть в генотипе попросту нет гена, который кодировал бы белок (фермент лактазу), расщепляющий лактозу.

Полисахариды (греч. poly — много) являются полимерами и состоят из неопределённо большого (до нескольких сотен или тысяч) числа остатков молекул моносахаридов, соединённых ковалентными связями.

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза и др.

Они играют важную роль в живых организмах, построены из мономеров глюкозы, но связи в их молекулах различны.

С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и исчезает сладкий вкус.

Некоторые углеводы способны образовывать комплексы с белками (или гликопротеинами) и липидами (или гликолипидами). Такие углеводы образуют структуру клеточных мембран.

Углеводы — достаточно обширный класс органических соединений. Среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Что позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах.

Функции углеводов

Энергетическая функция. Считается основной функцией углеводов. При ферментативном расщеплении и окислении их молекул выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма. При полном расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии.

Запасающая функция углеводов.

Растения запасают углеводы в виде крахмала, а животные и грибы — в виде гликогена.

Углеводы используются организмом как источник энергии. Усиленное расщепление углеводов происходит, например, при прорастании семян, интенсивной мышечной работе и других функциях, требующих больших затрат энергии.

Структурная, или строительная, функция углеводов. Также считается важной функцией для организма.

Так как углеводы используются в качестве строительного материала. Например, целлюлоза состоит из большого числа линейно расположенных мономеров — остатков глюкозы. Благодаря особому строению она нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.

Она входит в состав клеточных стенок, где представлена микрофибриллами. Которые образуют каркас, состоящий из гемицеллюлоз, пектинов и гликопротеидов.

Эластичный целлюлозный скелет придаёт клеточной оболочке механическую прочность.

В клеточной стенке молодой растительной клетке число микрофибрилл, образованных молекулами целлюлозы, невелико, но с возрастом оно увеличивается и клетка теряет способность к растяжению.

Волокна хлопка — это почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.

Хитин — это природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов. Выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая жёсткость клеток.

Хитин входит в состав клеточных стенок грибов. В качестве важного компонента наружного скелета хитин встречается у отдельных групп животных, например у членистоногих.

Защитная функция углеводов.

Углеводы могут препятствовать проникновению в трещины растений болезнетворных микроорганизмов. Например, камедь — высокомолекулярный углевод — выделяется растениями при механических повреждениях коры или заболеваниях.

Источник: https://videouroki.net/video/9-mineralnye-veshchestva-kletki-organicheskie-veshchestva-uglevody.html

Органические и неорганические вещества

Сохрани ссылку в одной из сетей:

1 Органические и неорганические вещества

I. Неорганические соединения.

1.Вода, её свойства и значение для биологических процессов.

Вода – универсальный растворитель. Она имеет высокую теплоёмкость и одновременно высокую для жидкостей теплопроводность. Эти свойства делают воду идеальной жидкостью для подержания теплового равновесия организма.

Благодаря полярности своих молекул вода выступает в роли стабилизатора структуры.

Вода – источник кислорода и водорода , она является основной средой где протекают биохимические и химические реакции, важнейшим реагентом и продуктом биохимических реакций.

Для воды характерна полная прозрачность в видимом участке спектра, что имеет значение для процесса фотосинтеза, транспирации.

Вода практически не сжимается, что очень важно для придания формы органам, создания тургора и обеспечения определённого положения органов и частей организма в пространстве.

Благодаря воде возможно осуществление осмотических реакций в живых клетках.

Вода – основное средство передвижения веществ в организме ( кровообращение, восходящий и нисходящий токи растворов по телу растения и т.д.).

2. Минеральные вещества.

В составе живых организмов современными методами химического анализа обнаружено 80 элементов периодической системы. По количественному составу их разделяют на три основные группы.

Макроэлементы составляют основную массу органических и неорганических соединений, концентрация их колеблется от 60% до 0.001% массы тела (кислород, водород, углерод, азот, сера, магний, калий, натрий, железо и др.).

Микроэлементы – преимущественно ионы тяжёлых металлов. Содержатся в организмах в количестве 0.001% – 0.000001% ( марганец, бор, медь, молибден, цинк, йод, бром).

Концентрация ультрамикроэлементов не превышает 0.000001%. Физиологическая роль их в организмах полностью ещё не выяснена. К этой группе относятся уран, радий, золото, ртуть, цезий, селен и много других редких элементов.

Основную массу тканей живых организмов, населяющих Землю составляют органогенные элементы: кислород, углерод, водород и азот, из которых преимущественно построены органические соединения – белки, жиры, углеводы.

II. Роль и функция отдельных элементов.

Азот у автотрофных растений является исходным продуктом азотного и белкового обмена. Атомы азоты входят в состав многих других небелковых, однако важнейших соединений : пигментов ( хлорофилл, гемоглобин ), нуклеиновых кислот, витаминов.

Фосфор входит в состав многих жизненно важных соединений. Фосфор входит в состав АМФ, АДФ, АТФ, нуклеотидов, фосфосфорилированных сахаридов, некоторых ферментов. Многие организмы содержат фосфор в минеральной форме ( растворимые фосфаты клеточного сока, фосфаты костной ткани ).

После отмирания организмов фосфорные соединения минерализуются. Благодаря корневым выделениям, деятельности почвенных бактерий осуществляется растворение фосфатов, что делает возможным усвоение фосфора растительными, а потом и животными организмами.

Сера участвует в построении серусодержащих аминокислот ( цистина, цистеина ), входит в состав витамина B1 и некоторых ферментов. Особенно большое значение имеет сера и её соединения для хемосинтезирующих бактерий. Соединения серы образуются в печени как продукты обеззараживания ядовитых веществ.

Калий содержится в клетках только в виде ионов. Благодаря калию цитоплазма имеет определённые коллоидные свойства; калий активирует ферменты белкового синтеза обусловливает нормальный ритм сердечной деятельности, участвует в генерации биоэлектрических потенциалов, в процессах фотосинтеза.

Натрий (содержится в ионной форме ) составляет значительную часть минеральных веществ крови и благодаря этому играет важную роль в регуляции водного обмена организма. Ионы натрия способствуют поляризации клеточной мембраны; нормальный ритм сердечной деятельности зависит от наличия в питательной среде в необходимом количестве солей натрия, калия, а также кальция.

Кальций в ионном состоянии является антагонистом калия. Он входит в состав мембранных структур, в виде солей пектиновых веществ склеивает растительные клетки. В растительных клетках часто содержится в виде простых, игловидных или сросшихся кристаллов оксалата кальция.

Магний содержится в клетках в определённом соотношении с кальцием. Он входит в состав молекулы хлорофилла, активирует энергетический обмен и синтез ДНК.

Железо является составной частью молекулы гемоглобина. Оно участвует в биосинтезе хлорофилла, поэтому при недостатке железа в почве у растений развивается хлороз.

Основная роль железа – участие в процессах дыхания, фотосинтеза путём перенесения электронов в составе окислительных ферментов – каталазы, ферредоксина.

Определённый запас железа в организме животных и человека сохраняется в желесодержащем белке ферритине, содержащемся в печени, селезёнке.

Медь встречается в организмах животных и растений, где она играет важную роль. Медь входит в состав некоторых ферментов( оксидаз ). Установлено значение меди для процессов кроветворения, синтеза гемоглобина и цитохромов.

Ежесуточно в организм человека с пищей поступает 2 мг меди. У растений медь входит в состав многих ферментов, которые участвуют в темновых реакциях фотосинтеза и других биосинтезах. У больных недостатком меди животных наблюдается анемия, потеря аппетита, заболевания сердца.

Марганец – микроэлемент, при недостаточном количестве которого у растений возникает хлороз. Большая роль принадлежит марганцу и в процессах восстановления нитратов в растениях.

Цинк входит в состав некоторых ферментов, активизирующих расщепление угольной кислоты.

Бор влияет на ростовые процессы, особенно растительных организмов. При отсутствии в почве этого микроэлемента у растений отмирают проводящие ткани, цветки и завязь.

При отсутствии в почве молибдена клубеньковые бактерии не поселяются на корнях бобовых, замедляется биосинтез белка, азотное питание растений. Этот микроэлемент повышает стойкость растений против грибов-паразитов.

В последнее время микроэлементы достаточно широко применяются в растениеводстве ( предпосевная обработка семян ), в животноводстве ( микроэлементные добавки к корму ).

Другие неорганические компоненты клетки чаще всего находятся в виде солей, диссоциированных в растворе на ионы, или в нерастворённом состоянии ( соли фосфора костной ткани, известковые или кремниевые панцири губок, кораллов, диатомовых водорослей и др. ).

III. Органические соединения.

Углеводы ( сахариды ). Молекулы этих веществ построены всего из трёх элементов – углерода, кислорода и водорода. Углероды являются основным источником энергии для живых организмов. Кроме того, они обеспечивают организмы соединениями, которые используются в дальнейшем для синтеза других соединений.

Наиболее известными и распространёнными углеводами являются растворённые в воде моно- и дисахариды. Они кристаллизуются, сладкие на вкус.

Моносахариды ( монозы ) – соединения, которые не могут гидролизоваться. Сахариды могут полимеризоваться, образуя более высокомолекулярные соединения – ди-, три- , и полисахариды.

Олигосахариды. Молекулы этих соединений построены из 2 – 4 молекул моносахаридов. Эти соединения также могут кристаллизоваться, легко растворимы в воде, сладкие на вкус и имеют постоянную молекулярную массу. Примером олигосахаридов могут быть дисахариды сахароза, мальтоза, лактоза, тетрасахарид стахиоза и др.

Полисахариды ( полиозы ) – нерастворимые в воде соединения ( образуют коллоидный раствор ), не имеющие сладкого вкуса, Как и предыдущая группа углеводов способны гидролизоваться ( арабаны, ксиланы, крахмал, гликоген). Основная функция этих соединений – связывание, склеивание клеток соединительной ткани, защита клеток от неблагоприятных факторов.

Липиды – группа соединений, которые содержатся во всех живых клетках, они нерастворимы в воде. Структурными единицами молекул липидов могут быть либо простые углеводородные цепи, либо остатки сложных циклических молекул.

В зависимости от химической природы липиды разделяют на жиры и липоиды.

Жиры ( триглицериды, нейтральные жиры ) являются основной группой липидов. Они представляют собой сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных кислот или смесь свободных жирных кислот и триглицеридов.

Встречаются в живых клетках и свободные жирные кислоты : пальмитиновая, стеариновая, рициновая.

Липоиды – жироподобные вещества. Имеют большое значение, так как благодаря своему строению образуют чётко ориентированные молекулярные слои, а упорядочённое расположение гидрофильных и гидрофобных концов молекул имеет первоочередное значение для формирования мембранных структур с избирательной проницаемостью.

Ферменты. Это биологические катализаторы белковой природы, способные ускорять биохимические реакции. Ферменты не разрушаются в процессе биохимических превращений, поэтому сравнительно небольшое их количества катализируют реакции большого количества вещества. Характерным отличием ферментов от химических катализаторов является их способность ускорять реакции при обычных условиях.

По химической природе ферменты делятся на две группы – однокомпонентные ( состоящие только из белка, их активность обусловлена активным центром – специфической группы аминокислот в белковой молекуле ( пепсин, трипсин )) и двухкомпонентные ( состоящие из белка ( апофермента – носителя белка ) и белкового компонента ( коферментом ), причём химическая природа коферментов бывает разной, так как они могут состоять из органических ( многие витамины, НАД, НАДФ ) или неорганических ( атомы металлов : железа, магния, цинка )).

Функция ферментов заключается в снижении энергии активации, т.е. в снижении уровня энергии, необходимой для придания реакционной способности молекуле.

Современная классификация ферментов основывается на типах катализируемых ими химических реакций. Ферменты гидролазы ускоряют реакцию расщепления сложных соединений на мономеры ( амилаза ( гидролизует крахмал ), целлюлаза ( разлагает целлюлозу до моносахаридов ), протеаза ( гидролизует белки до аминокислот )).

Ферменты оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции.

Трансферазы переносят альдегидные, кетонные и азотистые группы от одной молекулы к другой.

Лиазы отщепляют отдельные радикалы с образованием двойных связей или катализируют присоединение групп к двойным связям.

Изомеразы осуществляют изомеризацию.

Лигазы катализируют реакции соединения двух молекул, используя энергию АТФ или другого триофасфата.

Пигменты – высокомолекулярные природные окрашенные соединения. Из нескольких сотен соединений этого типа важнейшими являются металлопорфириновые и флавиновые пигменты.

Металлопорфирин, в состав которого входит атом магния, образует основание молекулы зелёных растительных пигментов – хлорофиллов. Если на месте магния стоит атом железа, то такой металлопорфирин называют гемом.

В состав гемоглобина эритроцитов крови человека, всех других позвоночных и некоторых беспозвоночных входит окисное железо, которое и придаёт крови красный цвет. Гемеритрин придаёт крови розовый цвет ( некоторые многощетинковые черви ). Хлорокруорин окрашивает кровь, тканевую жидкость в зелёный цвет.

Наиболее распространенными дыхательными пигментами крови являются гемоглобин и гемоциан ( дыхательный пигмент высших ракообразных, паукообразных, некоторых моллюсков спрутов ).

К хромопротеидам относятся также цитохромы, каталаза, пероксидаза, миоглобин ( содержится в мышцах и создаёт запас кислорода, что позволяет морским млекопитающим длительное время пребывать под водой ).

Источник: http://works.doklad.ru/view/RvoC3CeW3eU.html