Органические вещества

Главные свойства клеток и организмов определяют органические биополимеры: белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, а также сложные соединения - жиры, некоторые гормоны, пигменты, отдельные нуклеоиды, в частности АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).

Белки – биополимеры, структурной единицей которых являются аминокислоты. В состав белков входят 20 видов аминокислот, представляющих собой амфотерные соединения. Аминокислоты, входящие в состав белков, называются протеиногенными.

Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые в зависимости от способности синтезировать их клетками организма. Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм с питанием. В строении молекулы белка различают первичный, вторичный,

Третичный, а для некоторых белков и четвертичный структурные уровни.

Первичная структура - линейная, она определяется порядком чередования аминокислот в цепи, соединенных между собой пептидной связью, образующейся при взаимодействии аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой аминокислоты, при этом выделяется молекула воды.

Вторичная структура белка представлена пространственной конфигурацией полипептидной цепи в виде α – спирали или β -складчатого листа (слоя). Вторичная структура белка формируется за счет водородных связей, образующихся между остатками карбоксильной и аминной групп разных аминокислот, входящих в состав белка. Молекулы белка, имеющие вторичную структуру, уже способны выполнять определенные специфические функции, например сократительные белки, осуществляющие движение.

Третичная структура белка представлена пространственной упаковкой чередующихся спиральных и линейных участков полипептидной цепи в компактное тело. Другими словами, третичная структура показывает, как полипептидная цепь, свернутая целиком или частично в спираль, расположена в пространстве. Это трехмерная структура белковой молекулы. В поддержании третичной структуры белков участвуют водородные связи между пептидными группами, боковыми цепями аминокислотных остатков, ионные связи, дисульфидные связи, неполярные, гидрофобные связи и др.

Некоторые белки имеют четвертичную структуру, которая представляет собой сложный комплекс пространственно расположенных субъединиц, обладающих третичной структурой, связанных нековалентными связями в единой белковой молекуле, представляющих единое образование в структурном и функциональном отношении. Изменение специфической конформации, а, следовательно, свойств и биологической активности нативного белка называют денатурацией.

Денатурация может быть обратимой и необратимой. При обратимой денатурации нарушается четвертичная, третичная или вторичная структуры и возможен обратный процесс восстановления – ренатурация. Необратимая денатурация происходит при разрушении первичной структуры до аминокислот. Денатурация вызывается химическими воздействиями, высокой температурой, высоким давлением, облучением и действием других факторов.

Углеводы, или сахара – это органические вещества, состав которых может быть описан формулой Cn(H₂O)m. К углеводам относятся моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды – это простейшие углеводы. В их состав входят углерод, водород и кислород в соотношении 1:2:1. Молекула моносахарида состоит из углеродного скелета, в боковых цепях которого содержатся водород и функциональные группы (гидроксильные –ОН, альдегидные –СНО, кетогруппы =С=О).