Біологія » Архив сайта » Біополімери. Вуглеводи, ліпіди

Біополімери. Вуглеводи, ліпіди

1

Автор: admin | Розділ: Хімічний склад клітини | 06-12-2012

вуглеводДо складу клітин входить безліч органічних з’єднань: вуглеводи, білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти і інші з’єднання, яких немає в неживій природі. Органічними речовинами називають хімічні з’єднання, до складу яких входить атоми вуглецю.

Атоми вуглецю здатні вступати один з одним в міцний ковалентний зв’язок, утворюючи безліч різноманітних ланцюгових або кільцевих молекул.

Найпростішими вуглецьомістячи з’єднаннями є вуглеводні, з’єднання, які містять тільки вуглець і водень. Проте в більшості органічних, тобто вуглецевих, з’єднань містять і інші елементи (кисень, азот, фосфор, сірку).

Біологічні полімери (біополі мери). Біологічні полімери – це органічні з’єднання, входять до складу клітин живих організмів.

Полімер (від грецького „полі” – багато) багатоланковий ланцюг, в якому ланкою є якась проста речовина – мономер. Мономери, з’єднуються між собою, утворюючи ланцюги, складені із тисячі мономерів. Якщо визначити тип мономера певною буквою, наприклад А, то полімер можна показати у вигляди дуже довгого з’єднання мономерних ланок: А – А – А – А – …А. Це, наприклад, відомий вам органічні речовини: крохмаль, глікоген, целюлоза і ін. Біополі мерами є білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди.

Властивості біополімерів залежать від будови їх молекул: від числа і різноманітності моно мірних ланцюгів, утворюють полімер.

Якщо з’єднати разом два типи мономерів А і Б, то можна отримати дуже великий набір різноманітних полімерів. Будова і властивості таких полімерів буде залежати від числа, співвідношення і порядку чергування, тобто положення мономерів в ланцюгах. Полімер, в молекулі якого група мономерів періодично повторюються, називається регулярним.

Проте значно більше можна отримати варіантів полімерів, в яких немає видимої закономірності до повторюваності мономерів. Такі полімери називаються нерегулярними.

Припустимо, що кожний із мономерів визначає яку-небудь властивість полімеру. Наприклад, мономер А визначає високу міцність, а мономер Б – електропровідність. Поєднуючи ці дво мономери в різних співвідношеннях і по різному чергуючи їх, можливо отримати велике число полімерних матеріалів з різними властивостями. Якщо взяти не два типи мономерів (А і Б), а більше, то і число варіантів полімерних ланцюгів значно зросте.

Виявилось, що поєднання і перестановка декількох типів мономерів в довгих полімерних ланцюгах забезпечує побудову безліч варіантів і визначає різні властивості біополі мерів, входять до складу всіх організмів. Цей принцип лежить в основі різноманіття життя на нашій планеті.

Вуглеводи і їх будова. В складу клітин всіх живих організмів широке розповсюдження мають вуглеводи. Вуглеводами називаються органічні з’єднання, складаються з вуглецю, водню і кисню. У вуглеводах водню і кисню знаходяться, як правило, в однакових співвідношеннях, що і у воді (звідси їх назва – вуглевод). Загальна формула вуглеводів Сn(H2O)m. Прикладом може буди один із самих поширених вуглеводів – глюкоза, елементний склад якої С6Н12О6. Глюкоза є простим цукром. Декілька залишків простих цукрів з’єднуються між собою і утворюють складні цукри. До складу молока входить молочний цукор (дисахарид), який складається із залишків молекул двох простих цукрів. Молочний цукор – основне джерело енергії для дітей всіх ссавців.

Тисячі залишків молекул однакових цукрів, з’єднуються між собою, утворюють біополімери – полісахариди. У складі живих організмів є багато різнообразних полісахаридів; у рослин це крохмаль, у тварин – глікоген. Всі вони складаються із тисячі молекул глюкози. Крохмаль і глікоген відіграють роль як би акумуляторів енергії, необхідної для життєдіяльності клітин і організмів. Дуже багаті крохмалем пшениця, жито, кукурудза і ін.

Функції вуглеводів. В травному тракті людини і тварини крохмаль розщеплюється особливими білками до глюкози. Глюкоза, всмоктується з кишечника в кров, окислюється в клітинах з звільненням енергії хімічних зв’язків, а надлишок її запасається в клітинах печінки і м’язів у вигляді глікогену. Під час інтенсивної м’язової роботи або нервового напруження (або при голодуванні) у м’язах і печінці тварин розщеплювання глікогену посилюється. При цьому утворюється глюкоза, яка використовується інтенсивно працюючими м’язами, і нервовими клітинами.

Таким чином, біополі мери полісахариди – це речовини, в яких запасається використовувана клітинами енергія рослинних і тваринних організмів. Проте це не єдина функція полісахаридів.

В рослинах в результаті полімеризації глюкози утворюється також целюлоза. З целюлозних волокон будується міцна основа клітинних стінок рослин. Завдяки особливій будові целюлоза не розчинна у воді і має високу міцність. По цій причині целюлоза використовують і для виготовлення тканин. Адже бавовна – майже чиста целюлоза. В кишечнику людини і більшості тварин немає ферментів, здатних розціпляти зв’язки між молекулами глюкози, входять до складу целюлози. У жуйних тварин целюлоза розщеплюється ферменти бактерії, постійно живущі в спеціальному відділу шлунку.

Відомі також складні полісахариди, складаються із двох типів простих цукрів, які регулярно чередуються в довгих ланцюгах. Такі полісахариди виконують структурні функції в опорних тканинах тварин. Вони входять до складу міжклітинних речовин шкіри, сухожиль, хрящів, надаючи їм міцності і еластичності. Таким чином, другою важливою функцією вуглеводних біополі мерів є їх структурна функція.

Маються полімери цукру, які входять до складу кліткових мембран; вони забезпечують взаємодію клітин одного типу, впізнавання клітинами один одного. Якщо розділені клітини печінки змішати с клітинами нирок, то вони самостійно розійдуться в дві групи завдяки взаємодії однотипних клітин: клітини нирок з’єднуються в одну групу, а клітини печінки – в іншу. Втрата здатності впізнавати один одного характерна для злоякісних клітин. Вияснення механізмів впізнавання і взаємодії клітин може мати дуже важливе значення, в зокрема, для розробки засобів лікування рака.

Ліпіди. Ліпіди різноманітні по структурі. Всім їм притаманне, одна загальна властивість: всі вони неполярні. Тому вони розчиняють в таких неполярних рідинах, як хлороформ, ефір, але практичноліпіди нерозчинні у воді. До ліпід відносять і жири. В клітині при окисленні жирів утворюється велика кількість енергії, яка тратиться на різні процеси. В цьому заклечається енергетична функція жиру.

Жири можуть накопичуватися в клітинах і служити запасними поживними речовинами. У деяких тварин (наприклад, у китів, ластоногих) під шкірою відкладається товстий шар підшкірного жиру, який завдяки низькій теплопровідності захищає їх від переохолоджування.

Деякі ліпіди є гормонами і приймають участь в регуляції фізіологічних властивостях організму. Ліпіди, які містять фосфор (фосфоліпіди), служать важливою складовою частиною клітинних мембран, тобто вони виконують структурну функцію.

Отзывов (1)

Дякую за наведений матеріал. Допоміг розібратися з тим, з чим не могла на протязі багатьох місяців.

Ваш відгук