Химический состав живой клетки.

Живые организмы состоят из неорганических (вода и минеральные соли) и органических веществ, подразделяющихся на 4 группы : белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и жиры. Первые три группы имеют структуру полимеров и поэтому называются биополимерами. Многие их свойства аналогичны свойствам синтетических полимеров, только состав элементарного звена существенно сложнее.

Белки – это азотсодержащие биополимеры, имеющие четыре уровня структуры. Элементарным звеном их первичной структуры являются полипептиды, состоящие из 20-ти аминокислот, называемых «золотыми». Свойства белка прежде всего определяются последовательностью этих аминокислот, что и обуславливает колоссальное разнообразие белков : число сочетаний из 20 по 20 - это огромная величина (лишний раз подтверждается верность структурной теории А.М Бутлерова). Число повторяющихся звеньев в цепи может достигать нескольких тысяч, поэтому молекулярные массы белков столь велики. Вторичная структура белков - это полипептидная цепочка, закрученная в спираль; некоторые белки (коллаген, фибриноген) функционируют в виде такой закрученной спирали. Третичная структура- это спираль, упакованная в глобулу (шарик), она «сшивается» дисульфидными связями и характерна для большинства белков (альбумины, глобулины и др.). Некоторые белки (гемоглобин) имеют четвертичную структуру - несколько связанных друг с другом глобул, между которыми находится, например, металл (в гемоглобине это атом железа).

Белки являются основным строительным материалом животных организмов. Многие ферменты (катализаторы биохимических реакций) также являются белками. Кроме того, белки выполняют транспортную , защитную , двигательную и энергетическую функции.

Углеводы – это биополимеры, в которых элементарным звеном является глюкоза. Одна из разновидностей углеводов – клетчатка – является строительным материалом растительных организмов, другая – крахмал - запасается в виде питательного вещества.

Важнейшими из биополимеров являются нуклеиновые кислоты. Их название обусловлено тем, что они находятся в клеточном ядре. Элементарным звеном в нуклеиновых кислотах являются нуклеотиды, состоящие из фосфата, азотистого основания и пятиуглеродного моносахарида – рибозы или дезоксирибозы. Различают два вида нуклеиновых кислот : РНК (рибонуклеиновая кислота, содержит рибозу) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота, содержит дезоксирибозу).

Молекула РНК контролирует биосинтез белков в клетке ( в лаборатории такой синтез занимает несколько месяцев, в живой клетке – несколько минут; природа еще намного умнее нас). Молекула ДНК выполняет две жизненно важных для клетки функции : она обуславливает размножение, а также хранит и передает потомству наследственную информацию. Вторичная структура молекулы ДНК была впервые расшифрована английскими учеными Дж. Уотсоном и Ф. Криком и представляет собой сплетенную из двух ветвей двойную спираль полинуклеотидов. Под действием ферментов двойная спираль может расплетаться, и каждая из ветвей достраивает себе пару из имеющегося в клетке материала. Это свойство

называется редупликацией ДНК, и именно с этого процесса начинается функционирование любого живого организма. За открытие структуры ДНК Дж. Уотсон и Ф. Крик были удостоены Нобелевской премии.