возникнет чередование: остатки через один начнут поворачиваться. В результате образуется полимер, построенный из димеров (мономеры одинаковы химически, но в пространстве два соседних мономера повернуты на 180˚). Такие длинные цепочки располагаются параллельно друг другу, образуют водородные связи между собой и внутри цепочек. В результате формируется прочная структура, целлюлоза, то, из чего образованы все клеточные стенки растений (Рис. 2.12, слева). На целлюлозу приходится около 50% органики биосферы Земли. Другой полимер, хитин, является вторым по встречаемости органическим веществом на Земле – 20-25% органических молекул (Рис.

2.12, справа). Из него построены внешние скелеты членистоногих и клеточные стенки грибов.

органические вещества образуются из неорганических. Впоследствии углеводы служат предшественниками всех остальных соединений и либо синтезируются самим организмом, либо потребляются с пищей из других организмов, которые могут синтезировать это вещество из углеводов.

виде отдельной фазы. Если жирные кислоты насыщенные, то у их вытянутые цепочки всей поверхностью контактируют с цепочками соседних молекул, образуя ван-дер­ваальсовы взаимодействия и прочно слипаясь друг с другом. Такая структура будет достаточно устойчивой. Если же в молекулах возникают двойные связи, то в этом месте углеводородные цепочки изгибаются и укладываются неплотно. Пространство между ними – это пространство атомарного размера, то есть оно не может быть заполнено реальными веществами. Так как возникает более рыхлая укладка и ван-дер-ваальсовы взаимодействия не происходят по всей длине, связь между молекулами становится более слабой и при нагревании она легче разрушается. Сходная ситуация наблюдается, когда такие молекулы включаются в более сложные соединения.

Рисунок 3.2. Глицерин, структура триглицеридов.

представляют собой твердые тела, а ненасыщенными – жидкие вещества при физиологических условиях (комнатная температура). Это связано с тем, что биохимический потенциал в клетках животных не дает образовываться двойным связям на незаряженном конце молекулы, и, таким образом, количество образованных двойных связей ограничено. В следствие этого у животных запасаются насыщенные жирные кислоты. У растений в свою очередь очень легко образуются двойные связи, поэтому растительные триглицериды обычно жидкие.

жирные кислоты. Это связано с тем, что их оказывается много в пище, что характерно для различных морских организмов. Существует группа организмов, диатомовые водоросли, которые осуществляют примерно 20-30% океанического фотосинтеза. Это одноклеточные водоросли, у которых наблюдается достаточно массивная раковина из оксида кремния. Чтобы такая раковина могла поддерживаться на плаву, необходимо, чтобы в среднем их плотность была равной плотности морской воды. Это достигается путем накопления жира из ненасыщенных жирных кислот. Фильтраторы (например, рачки) поедают эти водоросли, а их – другие животные (например, треска), и в результате жир печени трески оказывается абсолютно жидким. Это связано также с тем, что треска живет в холодной воде, а в этих условиях оказывается удобнее накапливать легкие жиры, чтобы поддерживать нужную консистенцию своих мембран. У других рыб, живущих даже в относительно теплых водах, наблюдается сходная ситуация. Так, например, при нарезании лосося, выделяется красная жидкость, которая является жидким жиром с растворенными в ним каротиноидами.

гидроксильных групп на жирные кислоты, а третьей на остаток фосфорной кислоты. Фосфорная кислота является четырехосновной и очень гидрофильной, за счет чего ее остаток образует гидрофильную голову рядом с двумя гидрофобными хвостами. К фосфорной кислоте могут присоединяться еще какие-либо группировки, обозначенные на рисунке 3.3 знаком x, в результате чего образуются фосфоглицериды с широким хвостом и широкой головой. Такие соединения служат основой для формирования биологических мембран.

используется спирт одноатомный, но с длинным хвостом: остатки жирной кислоты и спирта будут гидрофобными, вследствие чего возникают крайне нерастворимые соединения, обеспечивающие защитную функцию. Эти соединения покрывают практически все листья растений в виде тонкой пленки, которая изолирует растение от окружающей, защищают их от потери воды и помогают в регуляции газообмена. Для того, чтобы осуществлять газообмен и испарение воды, нужны специальные регулируемые органы, устьица. Среди животных воска используются пчелами и некоторыми другими насекомыми для построения укрытий, сот или ячеек для развития яиц и личинок. Воск может накапливаться в больших количествах и у самих пчёл. Интересно, что воск находят у некоторых китообразных, в частности у кашалотов. У этих млекопитающих большая квадратная спереди голова, имеющая такую форму из-за того, что его мозг тоже квадратный и располагается в полости, заполненной воском спермацетом. У этого воска переход, связанный с изменением объема и плотности, происходит в интервале физиологических температур. Когда кашалоту необходимо глубоко нырнуть, изменяется просвет сосудов, а холодная кровь, идущая от кожи через спермацетовый орган, охлаждает спермацет, вследствие чего он затвердевает, голова немного уменьшается, ее плотность становится больше плотности воды, и кашалот ныряет. Переход спермацета в жидкое состояние путем нагревания притоком теплой крови от мышц помогает киту всплыть.

конце которой имеется одна гидроксильная группа (Рис. 3.4). Холестерин является животным стероидом, аналогичный стероид у растений – фитостерин, у грибов также есть свои стероиды, которые немного отличаются. Стероиды способны встраиваться в мембраны и делать их более жесткими, так как в отличие от жирных кислот их молекулы имеют фиксированную конфигурацию и не гнутся.

– гликолипиды. Главной формой гликолипидов в животных тканях являются гликосфинголипиды. Сфинголипид сфингозин образует гидрофобный хвост,

агидрофильную голову образует цепочка из углеводов. Цепь углеводов достаточно большая, поэтому она не просто образует гидрофильную голову на поверхности мембраны, а сильно выступает из нее. За счет того, что в ее состав входят разные углеводные остатки, возникают различные конфигурации полярных групп. которые обращены в водную среду.

структура (которую называют антигеном 0, хотя она по сути антигеном не является, первая группа крови) образована сфинголипидом с пятью моносахаридными: цепочка из линейно расположенных четырёх мономеров, на конце ответвление фукозы, которая имеет несколько гидрофобные свойства (имеет метильную группу на конце). Такая структура еще не проявляет иммуногенных свойств, она не вызывает образования антител и расположена мембране так, что взаимодействия с антителами у нее ослаблены. Если фермент присоединяет к ней еще один остаток, то образуется иммуногенная структура, которая может вызывать образование антител и узнаваться этими антителами в составе мембраны. Если в этом процессе присоединяется остаток галактозы, получается так называемый антиген B, третья группа крови, а если галактозоамин (углевод, у которого одна гидроксильная группа заменена аминогруппой), то возникает антиген A, вторая группа крови. Если обе таких формы присутствуют в организме, возникает четвертая группа крови. Таким образом, группа крови зависит от того, какой остаток будет присоединён к этой цепочке, а если он не будет присоединен, то и

Рисунок 3.5. Гликолипиды, участвующие в определении групп крови. Вверху - общая

схема строения сфинголипида, входящего в состав гликолипида. Внизу - структура