Речовини живого

Живі організми і тканини істотно відрізняються за хімічним складом. Він також змінюється з віком і залежно від функціонального стану. Наприклад, вміст води в організмі може коливатись від 97% для ембріона тварини або зеленої рослини до 40% для кісткової тканини. Приблизний склад метаболічно активної клітини відображено в табл. 1.2.

Таблиця 1.2. ХІМІЧНИЙ СКЛАД КЛІТИНИ Esherichia coli

(Зенгбуш П., 1982)

Тип речовини	Масова частка, %	Середня молярна маса, г/моль	Кількість молекул в клітині	Число видів речовини даного типу
Вода	70	18	4,0·1010	1
Білки	15	40000	106	3000
ДНК	1	2,5·108	1	1
РНК	6	2,5·104-1·106	105	1000
Вуглеводи	3	150	2·108	200
Ліпіди	2	750	2,5·107	50
Проміжні органічні сполуки	2	150	1,5·107	250
Неорганіч-ні йони	1	40	2,5·108	20

Найбільший вміст серед речовин в клітині має вода (біля 70%). Як полярний розчинник вона визначає стан речовини в колоїдному розчині, яким є вміст клітини і рідин організму, забезпечує дифузію речовин, бере безпосередню участь в хімічних процесах.

Основними складниками живих істот, після води, є сполуки карбону з великою молекулярною масою. Біля 50% сухого вмісту клітини становлять білки. Багато інших біомолекул – нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди утворюють з білками надмолекулярні комплекси – структури, які забезпечують узгоджене в часі і просторі протікання біохімічних процесів. Це хромосоми і рибосоми (нуклеопротеїди), клітинні мембрани (ліпопротеїди), клітинні стінки (глікопротеїди). Переважна більшість перетворень в організмі неможлива без участі каталізаторів – білків. Найпростіші живі істоти – віруси – являють собою нуклеопротеїди. Тому узагальнене визначення: “Життя – це спосіб існування білкових тіл” (Ф. Енгельс) не втрачає актуальності.

Перша молекулярна особливість живого - це високий рівень структурної організації речовини. Основними хімічними складовими живого є полімери, які укладаються в просторі в компактні частинки із специфічною формою, причому ця укладка здійснюється самовільно. Зміна характерної просторової форми приводить до зміни функціональної активності молекули. Різні речовини (йони і молекули), впливаючи на просторову форму макромолекулярних структур, регулюють їх функцію.

Принцип функціонування біомолекул грунтується на їх специфічній взаємодії за просторовою відповідністю (комплементарністю). Комплементарність забезпечує точну передачу генетичної інформації, знешкодження чужорідних частинок, розпізнавання молекул - регуляторів, унікальну специфічність біокаталітичних процесів тощо.

Друга молекулярна особливість живих систем - їх відкритий характер - постійний обмін з оточуючим середовищем речовиною і енергією, який забезпечує постійність середовища, високоорганізованого стану і функції і з припиненням якого припиняється саме життя. Процеси обміну є саморегульованими.

Тема 2. ЛІПІДИ. БІОМЕМБРАНИ

Ліпіди - це органічні речовини біологічного походження, які нерозчинні у воді і добре розчинні в неполярних розчинниках. Більшість з них за хімічною будовою являються естерами багатоатомних, високомолекулярних або специфічно побудованих спиртів з вищими жирними кислотами, або належать до їх похідних чи складників.

За хімічною будовою ліпіди поділяють на прості і складні.

Прості ліпіди не містять інших компонентів крім залишків спирту та вищих жирних кислот. До них належать жири, воски та стериди.

Складні ліпіди крім залишків спирту та жирних кислот містять ще інші компоненти, за хімічним складом яких поділяються на фосфоліпіди, гліколіпіди, сульфоліпіди.