Біополімери. Вуглеводи, ліпіди. 2717
Крім неорганічних речовин до складу клітини входять і органічні речовини: білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти та низькомолекулярні органічні речовини.
Білки 10-20% Вода 75-85%
жири 1-5% Неорганічні речовини 1,0-1,5%
Нуклеїнові кислоти 1-2%
Низькомолекулярні органічні речовини - 0,1-0,5%
Органічні речовини належать до групи полімерів. Розрізняють регулярні полімери та нерегулярні полімери. Важливе місце серед них займають вуглеводи, сполуки, до складу яких входять атоми вуглецю, кисню та водню. Їх загальна формула Сm(Н2О)n, вони поділяються на прості та складні вуглеводи.
Прості вуглеводи називають моносахаридами. Залежно кількості атомів вуглецю в молекулі моносахаридів розрізняють: тріози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), гексози (6С), гептози (7С). У природі найбільш поширені пентози і гексози. Найважливіші з пентоз - дезоксирибозу та рибозу, що входять до складу ДНК, РНК та АТФ; з гексоз найбільш поширені глюкоза, фруктоза та галактоза (загальна формула С6Н12О6).
Моносахариди можуть бути представлені у формі a-і b-ізомерів. Гідроксильна група при першому атомі вуглецю може розташовуватися як під площиною циклу (a-ізомер), так і над нею (b-ізомер). Молекули крохмалю складаються із залишків a-глюкози, целюлози - із залишків b-глюкози.
Дезоксирибоза (С5Н10О4) відрізняється від рибози (С5Н10О5) тим, що при другому атомі вуглецю має атом водню, а не гідроксильну групу, як у рибози.
Складними називають вуглеводи, молекули яких при гідроліз розпадаються з утворенням простих вуглеводів. Серед складних вуглеводів розрізняють олігосахариди та полісахариди.
Олігосахаридами називають складні вуглеводи, що містять від 2 до 10 моносахаридних залишків. УЗалежно від кількості залишків моносахаридів, що входять до молекул олігосахаридів, розрізняють дисахариди, трисахариди, і т.д. Найбільш широко поширені в природі дисахариди, молекули яких утворені двома залишками моносахаридів - мальтоза, що складається з двох залишків a-глюкози, молочний цукор - лактоза і буряковий (або очеретяний) цукор. Зустрічаються у природі у вигляді або у складі полісахаридів.
Полісахариди утворюються внаслідок реакцій поліконденсації.
До властивостей моносахаридів та олігосахаридів відноситься їх розчинність у воді, солодкий смак. Зі збільшенням числа мономерних ланок розчинність падає і солодкий смак зникає, полісахариди у воді нерозчинні.
Функції.Найважливіша функція вуглеводів -енергетична, вуглеводи - основні джерела енергії в тваринному організмі. При розщепленні 1 г вуглеводу виділяється 17,6 кДж, метаболічна вода та СО2.
Запасаючафункція виявляється у накопиченні крохмалю клітинами рослин та глікогену клітинами тварин, які грають роль джерел глюкози, легко вивільняючи її за необхідності.
Структурнафункція. Вуглеводи входять до складу клітинних мембран та клітинних стінок (целюлоза входить до складу клітинної стінки рослин, з хітину утворений панцир членистоногих, різні оліго- та полісахариди утворюють клітинну стінку бактерій).
З'єднуючись з ліпідами і білками, утворюютьгліколіпідиіглікопротеїни.
Рибоза та дезоксирибозавходять до складу мономерів нуклеотидів.
Захистнафункція. Слизи, що виділяються різними залозами, багаті на вуглеводи та їх похідні (наприклад, глікопротеїни). Вони оберігають стравохід, кишечник, шлунок, бронхи від механічних ушкоджень,перешкоджають проникненню в організм бактерій та вірусів. Гепарин запобігає зсіданню крові в організмі тварин і людини.
Ліпіди - збірна група органічних сполук, що не мають єдиної хімічної характеристики. Їх поєднує те, що всі вони нерозчинні у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках (ефірі, хлороформі, бензині). Утримуються у всіх клітинах тварин і рослин. Вміст ліпідів у клітинах становить 5-15% сухої маси, але жирової тканини може іноді досягати 90%.
Залежно від особливості будови молекул розрізняють: прості та складні ліпіди. До простих ліпідів належать жири. Вони входять до складу організму людини, тварин, рослин, бактерій, деяких вірусів. Вміст жирів у біологічних об'єктах, тканинах та органах може досягати 90%.
Жири (тригліцериди)- це складні ефіри вищих жирних кислот і триатомного спирту - гліцерину.
Воски— група простих ліпідів, що є складними ефірами вищих жирних кислот і вищих високомолекулярних спиртів.
Фосфоліпіди- складні ефіри багатоатомних спиртів з вищими жирними кислотами, що містять залишок фосфорної кислоти. Як правило, у молекулі фосфоліпідів є два залишки вищих жирних і один залишок фосфорної кислоти. Є у всіх клітинах живих істот, беручи участь головним чином у формуванні клітинних мембран.
Гліколіпіди- це речовини, що утворюються в результаті з'єднання ліпідів з вуглеводами. Локалізовані переважно на зовнішній поверхні плазматичної мембрани, де їх вуглеводні компоненти входять до інших вуглеводів клітинної поверхні.
Функції ліпідів.Основна функція ліпідів - енергетична. У ході розщеплення 1 г жирів до С02 та Н20звільняється 38,9 кДж. Структурна - ліпіди беруть участь в утворенні клітинних мембран. У складі мембран знаходяться фосфоліпіди, гліколіпіди, ліпопротеїни. Запасна функція - жири є запасною речовиною тварин і рослин. Це особливо важливо для тварин, які в холодну пору року в сплячку або здійснюють тривалі переходи через місцевість, де немає джерел харчування (верблюди в пустелі). Насіння багатьох рослин містить жир, необхідний для забезпечення енергією рослина, що розвивається. Терморегуляторні - є хорошими термоізоляторами внаслідок поганої теплопровідності. Захисно-механічна – захищають організм від механічних впливів. Каталітична функція пов'язана з жиророзчинними вітамінами (A, D, E, K). Самі собою вітаміни не мають каталітичної активністю, але вони входять до складу багатьох ферментів, без них дані ферменти не можуть виконувати свої функції. Джерело метаболічної води - одним із продуктів окислення жирів є вода. Ця метаболічна вода є дуже важливою для мешканців пустель. Так, жир, яким заповнений горб верблюда, служить як запасним джерелом енергії, а й джерелом води (при окисленні 1 кг жиру виділяється 1,1 кг води). І, нарешті, запаси жиру підвищують плавучість водяних тварин.