6. Укажите основные черты строения липидов и углеводов. Какова биологическая роль этих соединений в клетках живых организмов?

Липиды – это гетерогенная группа органических веществ, нерастворимых в воде, но растворимых в неполярных органических растворителях (хлороформ, бензол, эфир, ацетон, этанол и др.).

Биологические функции липидов

1. Структурная. Участвуют в структурно-функциональной организации мембраннных систем клетки, уч-ют в передаче нервного импульса, влияют на прониц мембр, на активность ферментов

2. Энергетическая. Липиды являются резервом энергетического топлива. При окислении 1г жира – 9,3ккал, 38,9кДж.

3. Липиды так же, как белки и углеводы, являются источником эндогенной воды.

4. при окисл липидов обр вит Д2 и Д3

5. Защитная. Жировая ткань защищает внутренние органы от травм. Кожный жир смазывает покровы, предохраняет их от высыхания и растрескивания. Жиры участвуют в образовании липидных компонентов кожи позвоночных, восковой пленки на поверхности листьев и плодов, предохраняющей их от потери воды, в образовании клеточных стенок бактерий и кутикулы насекомых.

6. Терморегуляторная. Жиры участвуют в процессах терморегуляции, защищая внутренние органы от охлаждения.

7. явл растворителями витаминов А, Д, Е, К.

8. гормональная. Стероидные гормоны явл производ холестерина.

9. Транспортная. Транспортируют жирорастворимые компоненты в процессе всасывания.

Классификация липидов

В соответствии со структурной классификацией липиды подразделяют на: однокомпонентные (липидные мономеры) – высшие углеводороды, высшие алифатические спирты, альдегиды, кетоны, изопреноиды и их производные, высшие аминоспирты (сфингозины), жирные кислоты, высшие полиолы; и многокомпонентные, которые м.б. 1) простые – это эфиры высокомолекулярных спиртов и жирных кислот (ацилглицериды (жиры), воски, стериды). 2) сложные (липоиды) – сложными эфирами, содержащими дополнительную группу (азотистые основания, остатки фосфорной кислоты, углеводные остатки). К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды, стероиды.

По степени полярности липиды подразделяются на нейтральные (неполярные) и полярные. Нейтральные липиды – это нейтральные жиры.

По отношению к щелочам выделяют омыляемые и неомыляемые липиды. Омыляемая фракция липидов подвергается щелочному гидролизу. Неомыляемые липиды – соединения, не подвергающиеся щелочному гидролизу (липидные мономеры, стерины, простые эфиры, жирорастворимые витамины).

По расположению в тканях и функциям липиды подразделяются на структурные (плазматические) и запасные (депозитные). Структурные липиды входят в состав клеточных мембран и протоплазмы. К ним относятся фосфо-, глико- и сульфолипиды. Депозитные липиды являются лабильной составной частью тканей, их содержание находится в прямой зависимости от упитанности организма (жиры).

Углеводы – производнын многоатомных спиртов, сод-щие альдегидн или кето-группу, с эмпирической формулой C_x(H₂O)_y.

Биологические функции углеводов

1. Энергетическая. Углеводы обеспечивают 60–70 % энергозатрат организма. Углеводы входят в состав макроэргических соединений (АТФ, ГТФ и др.). В клетках живых организмов углеводы являются источниками и аккумуляторами энергии.

2. Опорная. Углеводы в растениях и некоторых животных выполняют роль опорного (скелетного) материала, входят в состав многих важнейших природных соединений.

3. Пластическая. Углеводы входят в состав биологических мембран и органоидов клетки.

4. Защитная. Мукополисахариды, входящие в состав вязких секретов (слизей), защищают внутренние стенки сосудов и воздухоносные пути от механических и химических воздействий.

5. Регуляторная. Клетчатка регулирует акт перистальтики.

6. гемостатическая (многие явл факторами свертывания крови, гепарин – антикоагулянт)

7. Специфическая. Отдельные углеводы выполняют особые функции: участвуют в проведении нервных импульсов, образовании антител.

8. Генетическая. Пентозы входят в состав ДНК и РНК.

9. Трофическая или запасающая (углеводы откладыв в виде крахмала или гликогена).

Классификация углеводов

Все углеводы подразделяются на две группы: простые и сложные.

Простыми углеводами называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых соединений, в их составе число атомов углерода равно числу атомов кислорода. Сложные углеводы – углеводы, способные гидролизоваться на более простые. Число атомов углерода у них не равно числу атомов кислорода.

Сложные углеводы очень разнообразны по составу, молекулярной массе и по свойствам. Они образуются в результате реакции конденсации между моносахаридами. Связь между моносахаридами называется гликозидной связью. Их делят на две группы: низкомолекулярные сахароподобные (или олигосахариды) и высокомолекулярные (полисахариды).

1. Моносахариды – простые углеводы, при расщеплении которых не сохраняются свойства углеводов (глюкоза, фруктоза).

2. Олигосахариды – соединения из двух и более моносахаридов (до 10) – сахароза, лактоза, мальтоза.

3. Полисахариды – сложные сахариды, молекула которых состоит из многих моносахаридных остатков (крахмал, альгиновые кислоты, агар).

Моносахариды подразделяются на: триозы – 3 атома С (глицероальдегид и диоксиацето); тетрозы – 4 атома С (эритроза); пентозы – 5 атомов С; гексозы – 6 атомов С; гептозы – 7 атомов С; октозы – 8 атомов С.

Моносахариды, содержащие альдегидные группы, называют альдозами, содержащие кетонные группы – кетозами.

Пентозы – арабиноза, рибоза, ксилоза, дезоксирибоза. Арабиноза содержится в свекле. Рибоза и дезоксирибоза – важный структурные компоненты нуклеиновых кислот, входят в состав ДНК, РНК, нуклеотидных коферментов, являются промежуточными продуктами прямого (пентозного) углеводного распада в организме. Ксилоза – структурный компонент содержащихся в соломе, отрубях, древесине полисахаридов ксилозанов.

Гексозы Основной гексозой является глюкоза, участвующая в анаэробном и аэробном углеводном распаде. (глюкоза, галактоза, фруктоза, манноза).

Для моносахаридов, содержащих ассиметричные атомы С характерна стереоизомерия: Д- и L-изомеры, отличающиеся положением Н- и ОН-группы у последнего ассиметрич атома.

Моносахариды облад свойствами оптической активности- их растворы могут врщать плоскость поляризованнго света на опред угол (величина удельного вращения), котор зависит от количества ассиметр атомов С. Делятся на право- и левовращающими. Муторация – изменение угла вращения при растворении моносах.

Олигосахариды. Молекулы олигосахаридов содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков. Формула дисахаридов C₁₂H₂₂O₁₁. Для живого организма важны следующие дисахариды: сахароза, мальтоза, лактоза.

1. Сахароза (виноградный сахар, свекловичный тростниковый сахар) построена из глюкозы и фруктозы (α-1,2гликозидная связь). В сахарной свекле содержится 15–22 % сахарозы, в сахарном тростнике – 12–15 %.

2. Лактоза (молочный сахар) построена из глюкозы и галактозы (β-1,4), синтезируется в молочных железах;

3. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух молекул глюкозы (α-1,4). Мальтоза – основной структурный компонент крахмала и гликогена.

Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов подразделяют на гомо- и гетерополисахариды.

Гомополисахариды содержат моносахаридные остатки одного вида. К ним относятся крахмал, гликоген, клетчатка.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n – резервный полисахарид растений – представляет собой смесь полимеров двух типов, построенных из остатков глюкозы: амилозы (линейная структура) и амилопектина (содержит разветвления).

Гликоген (животный крахмал) – запасной углевод животного организма – состоит из 30 000 остатков глюкозы, но более разветвленный чем крахмал. Накапливается в печени, мышцах, сердце. Восполняет недостаток глюкозы.

Клетчатка – основной компонент и опорный материал клеточных стенок растений. Молекула клетчатки имеет линейное строение и состоит из 2 000–3 000 остатков -D-глюкопиранозы, которые соединены между собой 1-м и 4-м углеродными атомами остатков моноз.

Инулин – резервный растительный, заменяющий крахмал. Сост из фруктоз.

Гетерополисахариды Это комплексы различных видов моносахаридов. К ним относятся мукополисахариды (гликозамингликаны), содержащие различные виды моносахаридов и их производные, азотистые основания, органические кислоты, образуют комплексы с белками и жирами. К ним относятся: 1) Гиалуроновая кислота β-глюкуроновая к-та +N-ацетил-β-Дглюкозамин. В стекловидном теле глаза, вход в состав хрящей, костной ткани 2) Хондроитинсульфат – структурные компоненты хрящей, связок, клапанов сердца, антикоагулянтов крови. 3) Гепарин – антикоагулянт, противовоспалительное средство. 4) Сиаловые кислоты (соединения нейраминовой и уксусной кислот), участвующие в построении клеточных оболочек. Повышенный уровень сиаловых кислот в крови используется для диагностики воспалительных заболеваний.