1 Органічні речовини органічні речовини

Органічні речовини— сполуки, молекули котрих утворені ланцюгами з ковалентно зв'язаних атомів Карбону.

Макромолекули— відносно великі молекули з високою молекулярною масою. Такі молекули складаються з подібних за структурою низькомолекулярних сполук, які повторюються й ковалентно зв'язані між собою. Утворена мономерами макромолекула називається полімером.

Близько 90 % сухої маси клітин припадає на чотири типи органічних молекул: білки, ліпіди, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. Крім того, у менших кількостях у клітинах містяться інші органічні сполуки, що відіграють важливу роль у біохімічних процесах. До них належать органічні кислоти (піровиноградна, молочна, яблучна, лимонна, жирні кислоти — пальмітинова, стеаринова), пігменти (хлорофіл, білірубін) тощо.

Білки, нуклеїнові кислоти та полісахариди (крохмаль, целюлоза, хітин, глікоген) називають біополімерами, або макромолекулами, оскільки вони складаються з великої кількості одиниць — мономерів. Мономерами білків є амінокислоти, мономерами нуклеїнових кислот — нуклеотиди, мономерами полісахаридів — моносахариди. Часто нуклеїнові кислоти називають інформаційними полімерами, оскільки вони е універсальними біологічними носіями інформації.

Види полімерів

Регулярними біополімерами є, наприклад, крохмаль, глікоген, целюлоза. Нерегулярними — білки та нуклеїнові кислоти.

 ВУГЛЕВОДИ

Молекули вуглеводів побудовані з трьох елементів — Карбону, Оксигену і Гідрогену. Вуглеводи — основне джерело енергії для живих організмів. Рослини синтезують вуглеводи в процесі фотосинтезу. Вміст вуглеводів у клітинах тварин рідко перевищує 5 %, але в клітинах рослин може досягати 90 %.

Функції вуглеводів.

1. Енергетична. Під час окиснення у процесі клітинного дихання вуглеводи вивільняють енергію, яка в них міститься, забезпечуючи значну частину енергетичних потреб організму.

2. Захисна. В'язкі секрети (слизи), багаті на вуглеводи, оберігають стінки органів (шлунок, кишечник, бронхи) від механічних і хімічних впливів.

3. Рецепторна. Більшість клітинних рецепторів є глікопротетами. Зв'язуючись з інтегральними мембранними білками, вуглеводи у складі рецепторів беруть участь у розпізнаванні сигнальних молекул (гормонів, нейромедіаторів).

4. Структурна. Вуглеводи є основними структурними компонентами клітин, які утворюють опорні тканини (целюлоза, хітин).

5. Запасаюча. Відкладаючись у тканинах, вуглеводи можуть забезпечити організм енергією уразі голодування (крохмаль, глікоген).

 

Класифікація вуглеводів

Вуглеводи (С, Н, О)

Моносахариди Cn(H2O)n n — від 3 до 9

Олігосахариди Cn(H2O)n

Полісахариди ооскЗ-оо

триози тетрози пентози гексози

Дисахариди:мальтоза лактоза сахароза

крохмаль целюлоза глікоген хітин

Моносахариди, або прості цукри, — сполуки з емпіричною формулою C_n(H₂O)_n, які не гідролізуються. Це тверді кристалічні речовини, розчинні у воді, мають солодкий смак. За кількістю атомів Карбону моносахариди поділяються:

на тріозиC₃H₆O₃ — молочна та піровиноградні кислоти, проміжні продукти вуглеводного обміну;

тетрозиC₄H₈O₄ — зустрічаються рідко, частіше в бактерій;

пентозиC₅H₁₀O₅ — рибоза, входить до складу РНК;

C₅H₁₀O₄ — дезоксирибоза, входить до складу ДНК;

гексозиC₆H₁₂O₆ — глюкоза, фруктоза, галактоза.

  Глюкоза— первинне джерело енергії для клітин. Вона обов'язково міститься у складі майже всіх клітин, органів і тканин, регулює осмотичний тиск. Зниження рівня глюкози в крові спричинює порушення життєдіяльності нервових та м'язових клітин.

У розчинах глюкоза існує в циклічній та лінійній формах, між якими встановлюється хімічна рівновага.

Лінійна та циклічні форми глюкози

 

 

 

Олігосахариди— це вуглеводи,які мають від двох до десяти ланок моносахаридів. Зв'язок між двома моносахаридами здійснюється через атом Оксигену та називається глікозидним.

Олігосахариди, що складаються з двох моносахаридів, називаються дисахаридами. Вони широко поширені в тваринах і рослинних організмах і зустрічаються у вільному стані (як продукти біосинтезу або часткового гідролізу полісахаридів), а також як структурні компоненти глікозидів і ін. з'єднань.

 

До дисахаридів належать:

1) лактоза (молочний цукор), що міститься в молоці, утворена залишками глюкози та галактози;

2) сахароза (тростинний цукор C12H22O11), складається з глюкози та фруктози;

3) продукт часткового гідролізу крохмалю в рослинах — мальтоза, що утворена двома залишками глюкози

4) трегалоза – грибний цукор, що так як і мальтоза утворена двома глюкозними залишками.

 

 Полісахаридискладаються з великої кількості моносахаридів. Відрізняються між собою складом мономерів, довжиною та ступенем розгалуженості. Полісахариди майже не розчиняються у воді й не мають солодкого смаку.

Полісахариди (за складом)
Гомополісахариди (один вид моносахаридів)			Гетерополісахариди (різні види моносахаридів)

 

Крохмаль, полімер глюкози, має формулу (C6H10O5)n. Він є резервною поживною речовиною рослин і міститься в клітинах у вигляді різних за формою та розмірами крохмальних зерен. Крохмаль знаходить широке застосування в медицині та в багатьох галузях промисловості (харчовій, паперовій, фармацевтичній тощо). У промислових масштабах його отримують із бульб картоплі та зерен кукурудзи. Картопля містить 15—25 % крохмалю в перерахунку на сиру масу, насіння окремих зернових культур — 40-60 %.

Глікогенє полімером глюкози, але з більш розгалуженим, ніж у крохмалю, ланцюгом мономерів. Це головний енергетичний і вуглеводний резерв людини та тварин. Особливо великий вміст глікогену в печінці і м'язах Зустрічається він у грибів і мікроорганізмів.

Целюлоза— структурний полісахарид клітинної стінки рослин, полімер глюкози. На її частку припадає близько 50 % усього органічного вуглецю біосфери. Целюлоза має величезне значення для господарської діяльності людини, складаючи основну масу бавовняних тканин, паперу, штучного шовку, деяких пластмас і вибухових речовин.

 

ЛІПІДИ

Ліпіди — органічні сполуки, різні за структурою, хімічною будовою, функціями, але схожі за фізико-хімічними властивостями: нерозчинні у воді, добре розчинні в органічних розчинниках (ефірі, хлороформі, ацетоні).

Функції ліпідів

1. Енергетична. У разі повного окиснення 1 г тріацилгліцеролу виділяється 38,9 кДж енергії, що приблизно вдвічі більше, ніж під час окиснення 1 г білків або вуглеводів.

2. Структурна. Ліпіди є основними структурними компонентами біологічних мембран.

3. Регуляторна. Ліпіди регулюють текучість мембран, є важливими внутрішньоклітинними сигнальними молекулами, компонентами мієлінових оболонок нервових клітин, попередниками гормонів, вітамінами, беруть участь у регуляції генної активності.

4. Запасаюча. Завдяки високій енергетичній цінності жири є енергетичним депо й ендогенним джерелом води (у разі окиснення 100 г жиру виділяється 107 г води).

5. Захисна. Жири є основним компонентом підшкірної клітковини, вони запобігають тепловтратам і захищають від механічних впливів.

Ліпіди
Жири			Жироподібні речовини: фосфоліпіди, гліколіпіди, стероїди, ліпопротеїди, воски, жирні кислоти

Жири
Тверді Переважно тваринні жири. У складі молекул більше насичених жирних кислот.			Рідкі Переважно рослинні жири. У складі моле­кул багато ненасичених жирних кислот.