3.Определение,классификация и строение липидов, их биологическая роль.Жиры.Строение и функции жиров в организме.

Биологическая роль липидов

1.Энергетическая - при сгорании 1 гр жира выделяется 39кДж, причем, это самый энергоемкий источник энергии, особенно для спортсменов, тренирующих выносливость. Кроме того, энергия, полученная при окислении жиров, используется не только во время работы, но и обеспечивает восстановительные процессы во время отдыха.

2.Теплоизоляционная (у полярных животных и растений)

3.Защитная (амортизационная) - жиры предохраняют внутренние органы от механических повреждений и фиксируют их.

4.Строительная - жиры выполняют роль структурного компонента мембран; особенно богата ими нервная ткань.

5.Гормональная - выполняют регуляторную функцию, являясь основой стероидных гормонов. Кроме того, жиры являются растворителями многих неполярных соединений.

По содержанию в организме все жиры можно разделить на две большие группы : резервный жир и протоплазматический.

Резервный жир

Находится в подкожно-жировой клетчатке, брызжейке, сальнике, капсуле почек и других внутренних органов. Жировая (адипозная) ткань выполняет функцию депо, т.е. поглощает липиды из крови и высвобождает их при необходимости (при повышении энергозатрат). Клетки, содержащие жиры называются адипоциты. Они имеют сферическую форму, большую часть их заполняет липидная капля. Состав резервного жира может меняться в широких пределах в зависимости от характера питания, функционального состояния, физической активности. В норме он составляет 10-15% от веса тела, при ожирении - 30% и более.

Протоплазматический жир

Входит в состав плазматических мембран, (особенно много его содержится в мембранах нервных клеток), является основой гормонов стероидной природы. Его процентное содержание и соотношение между различными липидными фракциями очень устойчиво, постоянно, жестко регулируется и не изменяется даже при голодании.

Липидами называют природные неполярные соединения,нерастворимые в воде,но растворимые в неполярных растворителях,таких как эфир,хлороформ,бензол и др.В класс липидов попадает обширная группа соединений,имеющих разную структуру и биологич. функции.В структурном соотношении все липиды являются сложными эфирами жирных кислот и разнообразных спиртов.

Жиры(триглицериды)-сложные эфиры высших жирных кислот(ВЖК) и трёхатомного спирта глицерина.Среди триглицеридов различают простые и смешанные.В состав первых входят три одинаковые ВЖК.Смешанные триглицериды построены из остатка глицерина и трех рахных ВЖК.Природные жиры представляют собой смесь разнообразных триглицеридов,в которой преобладают смешанные триглецириды.Функции резервного жира разнообразны.Подкожная жировая ткань защищает организм от холода.Кроме того,упругая жировая прослойка,облекающая отдельные органы,одновременно выполняет роль ароматизатора.Жиры используютсяорганизмом в качестве запасного материала,так как обладают наибольшей калорийностью по сравнению с другими веществами.

4 – 5.

Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и передачу наследственной информации путем контроля синтеза белка. Мононуклеотиды игра ют важную роль в реакциях обмена веществ и энергии. Различные нуклеотиды участвуют в качестве коферментов в реакциях переноса энергии и в реакциях переноса остатков уксусной кислоты, сахаров, аминов и других биомолекул. Они служат коферментами в окислительно- восстановительных реакциях. Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные полимеры, состоящие из большого числа нуклеотидов. Мононуклеотиды построены из трех главных компонентов: 1) азотистого основания, 2) сахара пентозы и 3) фосфорной кислоты.

Структура ДНК

Нуклеиновые кислоты, подобно белкам, обладают первичной структурой (под которой подразумевается нуклеотидная последовательность) и трехмерной структурой. Уотсон и Крик показали, что ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей (рис.10). Каждая цепь закручена в спираль вправо, и обе они свиты вместе, т.е. закручены вправо вокруг одной и той же оси, образуя двойную спираль. Цепи антипараллельны, т.е. направлены в противоположные стороны, так что 3`-конец одной цепи располагается напротив 5`-конца. Каждая цепь состоит из сахарофосфатного остова, вдоль которого перпендикулярно длинной оси двойной спирали располагаются основания, связанные между собой водородными связями. Расстояние между сахарофосфатными остовами двух цепей постоянно и равно расстоянию, занимаемому парой оснований, т.е. одним пурином и одним пиримидином. Полный оборот спирали приходится на 10 пар оснований. Никаких ограничений относительно последовательности нуклеотидов в одной цепи не существует, но в силу правила спаривания оснований эта последовательность в одной цепи определяет собой последовательность нуклеотидов в другой. Обе цепи двойной спирали комплементарны друг другу. Молекула ДНК обладает полиморфизмом – способностью принимать различную конфигурацию. В настоящее время описано 6 конформаций молекулы ДНК – A, B, C, D, E, Z. Некоторые из форм способны переходить друг в друга. Предполагают, что взаимные переходы регулируют работу генов.

Структура РНК

В клетках существует 3 главных типа РНК – информационная (или матричная) – мРНК, рибосомная – рРНК, транспортная – тРНК. Все эти 3 типа РНК характеризуются определенным молекулярным весом и определенным нуклеотидным составом. Молекулы всех трех типов РНК одноцепочечные. В большинстве клеток содержание РНК во много раз превышает содержание ДНК. Матричная РНК содержит только 4 основания – аденин, гуанин, цитозин и урацил. Она синтезируется в ядре в процессе транскрипции, в ходе которого нуклеотидная последовательность одной из цепей хромосомной ДНК переписывается ферментативным путем (транскрибируется) с образованием одиночной цепи мРНК. Основания образующейся цепи мРНК комплементарны основаниям соответствующей цепи ДНК. После завершения транскрипции мРНК переходит на рибосомы, где используется в качестве матрицы, определяющей последовательность аминокислот в растущей полипептидной цепи. Молекулы транспортной РНК сравнительно невелики (рис.11). Они содержат от 75 до 90 мононуклеотидных единиц. Их функция состоит в том, чтобы в ходе белкового синтеза переносить на рибосому определенные аминокислоты. Молекула тРНК может находиться в свободной форме и нагруженной специфической аминокислотой. Для тРНК характерно наличие до 10% минорных оснований. В основном, это метилированные формы обычных оснований. На долю рибосомной РНК приходится до 65% всей массы рибосом. Все субчастицы рибосом состоят из рРНК, которые синтезируются в структуре ядрышек. В цитоплазме рибосомы упаковываются с рибосомными белками. Нуклеиновые кислоты часто бывают связаны со специфическими белками в очень крупные надмолекулярные нуклеопротеидные комплексы. Такими комплексами являются, в частности, рибосомы и вирусы.

Строение нуклеотидов. Компоненты нуклеотидов

В нуклеотидах обнаружено 2 класса азотистых оснований, являющихся производыми двух ароматических гетероциклических соединений - пурина и пиримидина. Пурин - производное пиримидина, молекула состоит из конденсированных колец пиримидина и имидазола. В составе нуклеотидов встречается 3 главных пиримидиновых

основания - урацил, тимин, цитозин, обозначаемые соответственно У, Т и Ц. В нуклеотидах найдено также некоторое количество минорных пиримидинов. 2 главных пуриновых основания – аденин и гуанин, обозначаемые как А и Г. В них найдены также некоторые минорные основания. Согласно структурному анализу, молекулы пиримидинов имеют

плоское строение, молекулы пуринов – почти плоское с небольшой складкой. Сахар, входящий в состав нуклеотида, содержит 5 углеродных атомов и представляет собой пентозу. В зависимости от вида пентозы различают 2 вида нуклеиновых кислот – рибонуклеиновую кислоту (РНК), которая содержат рибозу и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), в которой на один атом кислорода меньше. Нуклеиновые кислоты являются кислотами потому, что в их молекуле

имеется фосфорная кислота.

Образование нуклеотида

В результате соединения сахара с основанием образуется нуклеозид. Соединение происходит с выделением молекулы воды, т.е. представляет собой реакцию конденсации. Для образования нуклеотида требуется еще одна реакция конденсации, в результате которой между нуклеозидом и фосфорной кислотой возникает фосфорноэфирная связь.

Разные нуклеотиды отличаются друг от друга природой сахаров и оснований, которые входят в их состав. Роль нуклеотидов, помимо строительных блоков аминокислот, заключается в том, что они входят в состав коферментов -– аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ), аденозинтрифосфат (АТФ), циклический АМФ, кофермент А, никотинамиддинуклеотид (НАД), никотинамиддинуклеотидфосфат (НАДФ), флавинадениндинуклеотид (ФАД).

Строение динуклеотидов и полинуклеотидов

Два нуклеотида, соединяясь, образуют динуклеотид путем конденсации, в результате которой между фосфатной группой одного нуклеотида и сахаром другого возникает фосфорнодиэфирный мостик. При синтезе полинуклеотида этот процесс повторяется несколько миллионов раз. Неразветвленный сахарофосфатный остов полинуклеотида строится путем образования фосфорнодиэфирных мостиков между 3` и 5` углеродами остатков сахаров. Фосфодиэфирные мостики возникают за счет прочных ковалентных связей и это сообщает всей нуклеотидной цепи прочность и стабильность.