Лекция 3. Химический состав клетки

План лекции (2 часа):

1. Углеводы

2. Белки

3. Липиды

4. Ферменты

Углеводы

Углеводы — важный класс природных органических соединений. Особенно высоким содержа­нием углеводов отличаются растительные организмы (до 85-90% от массы растения). Углеводы в большом количестве накапливаются в запасающих органах (семена, клубни, корни), оболочки рас­тительных клеток целиком состоят из углеводов. Ученые подсчитали, что в природе углеводов больше, чем всех других органических соединений, вместе взятых.

Функции углеводов в растении важны и разно­образны:

1. Энергетическая. Углеводы — главные про­дукты фотосинтеза, в химических связях которых запасается солнечная энергия. Эта энергия извле­кается растениями при дыхании и используется в процессах их жизнедеятельности.

2. Пластическая. В процессе дыхания из универ­сального химического соединения — глюкозы обра­зуются разнообразные метаболиты (углеродные ске­леты), необходимые для синтеза разнообразных органических соединений живой клетки.

3. Опорная (структурная). Клеточные оболочки состоят из углеводов. Они служат опорой, как от­дельным клеткам, так и растению в целом.

4. Запасная. Углеводы (крахмал, сахара, ину­лин, гемицеллюлозы) — важнейшие запасные вещества растений. Они накапливаются в семе­нах, плодах, корнях, клубнях, корневищах и ис­пользуются при прорастании семян, распускании листьев и т. д.

5. Осмотическая. Сахара, растворенные в кле­точном соке, участвуют в создании его концентрации, а, значит, и осмотических свойств раститель­ной клетки.

6. Регуляторная. Например, связывание с сахарами снижает активность фитогормонов, регулиру­ющих процессы жизнедеятельности растений.

7. Сигнальная. Полагают, например, что неко­торые белки гликопротеины (лектины), в составмолекул которых входят моно - и олигосахара, вы­полняют функцию узнавания патогена, проника­ющего в клетку.

8. Защитная функция углеводов, например, проявляется при стрессе. Растворимые сахарасвязывают воду, удерживая ее в клетке, связы­ваются с белками и нуклеиновыми кислотами,стабилизируя их молекулы в неблагоприятных условиях.

Все углеводы делят на 2 группы: моносахариды и полисахариды. Последние, в свою очередь, так­же делят на две группы: олигосахариды и высшие полисахариды. Иногда в биохимии растений оли­госахариды называют полисахаридами 1-го поряд­ка, а высшие полисахариды — 2-го порядка.

Моносахариды — это простые сахара, молеку­лы которых нельзя гидролизовать до еще более простых сахаров. Моносахариды (монозы), соединяясь друг с другом, образуют более сложные уг­леводы — полисахариды (полиозы). Олигосахариды содержат в молекуле от двух до десяти остат­ков моносахаридов, высшие полисахариды — де­сятки, сотни и тысячи остатков.

Моносахариды и олигосахариды обычно раство­римы в воде и имеют более или менее сладкий вкус. Их объединяют в одну группу — сахара.

К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза, ксилоза, рибоза и др., к олигосахаридам — саха­роза, мальтоза, лактоза и др.

Высшие полисахариды — высокомолекулярные соединения. Обычно они нерастворимы в воде или образуют коллоидные растворы. Это крахмал, инулин, целлюлоза и др.