Դասախոսություն, վերացական. Օրգանական նյութեր՝ լիպիդներ, ածխաջրեր, դրանց դերը բջջի մեջ՝ հայեցակարգ և տեսակներ։ Դասակարգում, էություն և առանձնահատկություններ.

Ընդհանուր բանաձևը Cn (H2O) n է. ածխաջրերն իրենց բաղադրության մեջ պարունակում են ընդամենը երեք քիմիական տարր:

Աղյուսակ. Ածխաջրերի դասերի համեմատություն.

Ջրի լուծվող ածխաջրեր.

Մոնոսաքարիդներ:
գլյուկոզա- բջջային շնչառության էներգիայի հիմնական աղբյուրը.
ֆրուկտոզա- ծաղիկների և մրգային հյութերի նեկտարի անբաժանելի մասը.
ռիբոզ և դեզօքսիրիբոզ- նուկլեոտիդների կառուցվածքային տարրեր, որոնք ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի մոնոմերներ են:

դիսախարիդներ:
սախարոզա(գլյուկոզա + ֆրուկտոզա) - բույսերի մեջ տեղափոխվող ֆոտոսինթեզի հիմնական արտադրանքը.
կաթնաշաքար(գլյուկոզա + գալակտոզա) - կաթնասունների կաթի մի մասն է.
մալտոզա(գլյուկոզա + գլյուկոզա) - էներգիայի աղբյուր բողբոջող սերմերում:

Լուծվող ածխաջրերի գործառույթները :

• տրանսպորտ,
• պաշտպանիչ,
• ազդանշան,
• էներգիա.

չլուծվող ածխաջրեր

պոլիմերային :
օսլա,
գլիկոգեն,
ցելյուլոզա,
քիտին.

Պոլիմերային ածխաջրերի գործառույթները :

• կառուցվածքային,
• պահեստավորում,
• էներգիա,
• պաշտպանիչ.

Օսլա բաղկացած է ճյուղավորված պարուրաձև մոլեկուլներից, որոնք պահեստային նյութեր են կազմում բույսերի հյուսվածքներում։

Ցելյուլոզա - պոլիմեր, որը ձևավորվում է գլյուկոզայի մնացորդներով, որը բաղկացած է մի քանի ուղիղ զուգահեռ շղթաներից, որոնք կապված են ջրածնային կապերով: Այս կառուցվածքը կանխում է ջրի ներթափանցումը և ապահովում է ցելյուլոզային պատյանների կայունությունը։ բույսերի բջիջները.

Չիտին բաղկացած է գլյուկոզայի ամինային ածանցյալներից: Հիմնական կառուցվածքային տարրհոդվածոտանիների ծածկույթներ և սնկերի բջջային պատեր:

Գլիկոգեն կենդանական բջիջի պահեստային նյութն է։

Աղյուսակ. Ամենատարածված ածխաջրերը.

Աղյուսակ Ածխաջրերի հիմնական գործառույթները.

Լիպիդներ.

Լիպիդներ- ճարպաթթուների և գլիցերինի եթերներ. Ջրում չլուծվող, բայց ոչ բևեռային լուծիչներում լուծվող: Ներկա բոլոր բջիջներում: Լիպիդները կազմված են ջրածնի, թթվածնի և ածխածնի ատոմներից։

Լիպիդների գործառույթները :

Պահուստ - ճարպերը կուտակվում են ողնաշարավոր կենդանիների հյուսվածքներում:
Էներգիա - ողնաշարավոր կենդանիների բջիջների կողմից հանգստի ժամանակ սպառվող էներգիայի կեսը ձևավորվում է ճարպերի օքսիդացման արդյունքում: Ճարպերը նույնպես օգտագործվում են որպես ջրի աղբյուր։ 1 գ ճարպի քայքայման էներգիայի էֆեկտը կազմում է 39 կՋ, ինչը երկու անգամ գերազանցում է 1 գ գլյուկոզայի կամ սպիտակուցի քայքայման էներգիայի ազդեցությունը:
Պաշտպանիչ - ենթամաշկային ճարպային շերտը պաշտպանում է օրգանիզմը մեխանիկական վնաս.
Կառուցվածքային Ֆոսֆոլիպիդները բջջային թաղանթների մի մասն են:
Ջերմամեկուսացում - Ենթամաշկային ճարպը օգնում է տաքանալ:
էլեկտրական մեկուսիչ - միելինը, որը արտազատվում է Շվանի բջիջների կողմից (ձևավորում է նյարդային մանրաթելերի թաղանթները), մեկուսացնում է որոշ նեյրոններ, ինչը շատ անգամ արագացնում է նյարդային ազդակների փոխանցումը:
Սննդարար - Որոշ լիպիդային նյութեր նպաստում են մկանային զանգվածի կառուցմանը, մարմնի տոնուսի պահպանմանը:
Քսայուղող Մոմերը ծածկում են մաշկը, բուրդը, փետուրները և պաշտպանում դրանք ջրից։ Շատ բույսերի տերևները ծածկված են մոմ ծածկով, մոմը օգտագործվում է մեղրախորիսխների կառուցման մեջ։
Հորմոնալ - վերերիկամային հորմոն - կորտիզոնը և սեռական հորմոնները լիպիդային բնույթ ունեն:

Աղյուսակ. Լիպիդների հիմնական գործառույթները.

ԹԵՄԱՏԻԿ ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐ

Մաս Ա

Ա1. Պոլիսաքարիդային մոնոմերը կարող է լինել.
1) ամինաթթու
2) գլյուկոզա
3) նուկլեոտիդ
4) ցելյուլոզա

A2. Կենդանական բջիջներում պահեստային ածխաջրերը հետևյալն են.
1) ցելյուլոզա
2) օսլա
3) քիտին
4) գլիկոգեն

A3. Էներգիայի մեծ մասն ազատվում է տրոհման ժամանակ.
1) 10 գ սպիտակուց
2) 10 գ գլյուկոզա
3) 10 գ ճարպ
4) 10 գ ամինաթթու

A4. Ի՞նչ ֆունկցիա չեն կատարում լիպիդները:
1) էներգիա
2) կատալիտիկ
3) մեկուսիչ
4) պահեստավորում

A5. Լիպիդները կարող են լուծվել.
1) ջուր
2) աղի լուծույթ
3) աղաթթու
4) ացետոն

Մաս Բ

1-ում. Ընտրեք ածխաջրերի կառուցվածքի առանձնահատկությունները
1) բաղկացած է ամինաթթուների մնացորդներից
2) բաղկացած է գլյուկոզայի մնացորդներից
3) բաղկացած է ջրածնի, ածխածնի և թթվածնի ատոմներից
4) որոշ մոլեկուլներ ունեն ճյուղավորված կառուցվածք
5) բաղկացած է ճարպաթթուների մնացորդներից և գլիցերինից
6) բաղկացած է նուկլեոտիդներից

2-ում. Ընտրեք այն գործառույթները, որոնք կատարում են ածխաջրերը մարմնում
1) կատալիտիկ
2) տրանսպորտ
3) ազդանշան
4) շենք
5) պաշտպանիչ
6) էներգիա

ՎԶ. Ընտրեք այն գործառույթները, որոնք կատարում են լիպիդները բջիջում
1) կառուցվածքային
2) էներգիա
3) պահեստավորում
4) ֆերմենտային
5) ազդանշան
6) տրանսպորտ

4-ում. Համեմատեք քիմիական միացությունների խումբը բջջում նրանց դերի հետ.

Մաս Գ

C1. Ինչու՞ օրգանիզմում գլյուկոզա չի կուտակվում, այլ օսլա և գլիկոգեն են կուտակվում։

Բջիջների կազմը ներառում է բազմաթիվ օրգանական միացություններ՝ ածխաջրեր, սպիտակուցներ, լիպիդներ, նուկլեինաթթուներ և այլ միացություններ, որոնք չեն հանդիպում անշունչ բնության մեջ։ Օրգանական նյութերը քիմիական միացություններ են, որոնք պարունակում են ածխածնի ատոմներ։

Ածխածնի ատոմներն ի վիճակի են միմյանց հետ մտնել ամուր կովալենտային կապի մեջ՝ ձևավորելով շղթայի կամ օղակի մոլեկուլների լայն տեսականի:

Ածխածին պարունակող ամենապարզ միացությունները ածխաջրածիններն են, միացություններ, որոնք պարունակում են միայն ածխածին և ջրածին։ Այնուամենայնիվ, օրգանական միացությունների մեծ մասը, այսինքն՝ ածխածինը, պարունակում են նաև այլ տարրեր (թթվածին, ազոտ, ֆոսֆոր, ծծումբ):

Կենսաբանական պոլիմերներ (կենսապոլիմերներ):Կենսաբանական պոլիմերները օրգանական միացություններ են, որոնք կազմում են կենդանի օրգանիզմների բջիջները և դրանց նյութափոխանակության արտադրանքները:

Պոլիմեր (հունարեն «poly»-ից՝ շատ) բազմաշղթա շղթա է, որում կապը ցանկացած համեմատաբար պարզ նյութ է՝ մոնոմեր։ Մոնոմերները, միանալով միմյանց, կազմում են հազարավոր մոնոմերներից բաղկացած շղթաներ։ Եթե ​​մոնոմերի տեսակը նշանակենք կոնկրետ տառով, օրինակ՝ A, ապա պոլիմերը կարելի է պատկերել որպես մոնոմերի միավորների շատ երկար համակցություն՝ A-A-A-A-...-A: Օրինակ, դուք գիտեք օրգանական նյութերօսլա, գլիկոգեն, ցելյուլոզ և այլն: Կենսապոլիմերներն են սպիտակուցները, նուկլեինաթթուները, պոլիսախարիդները:

Կենսապոլիմերների հատկությունները կախված են դրանց մոլեկուլների կառուցվածքից՝ պոլիմերը կազմող մոնոմերային միավորների քանակից և բազմազանությունից։

Եթե ​​համատեղեք երկու տեսակի մոնոմերներ A և B, կարող եք ստանալ տարբեր պոլիմերների շատ մեծ հավաքածու: Նման պոլիմերների կառուցվածքը և հատկությունները կախված կլինեն փոփոխության քանակից, հարաբերակցությունից և կարգից, այսինքն՝ շղթաներում մոնոմերների դիրքից: Այն պոլիմերները, որոնց մոլեկուլում մոնոմերների խումբը պարբերաբար կրկնվում է, կոչվում է կանոնավոր։ Այդպիսիք են, օրինակ, սխեմատիկորեն պատկերված պոլիմերները՝ մոնոմերների կանոնավոր փոփոխությամբ.

A B A B A B A B...

A A B B A A B B...

A B B A B B A B B A B B...

Այնուամենայնիվ, կարելի է ձեռք բերել պոլիմերների շատ ավելի տարբերակներ, որոնցում մոնոմերների կրկնելիության տեսանելի օրինաչափություն չկա: Նման պոլիմերները կոչվում են անկանոն: Սխեմատիկորեն դրանք կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ.

AABBBBBAAABBBBBBBBBAAB...

Ենթադրենք, որ մոնոմերներից յուրաքանչյուրը որոշում է պոլիմերի որոշ հատկություն։ Օրինակ՝ A մոնոմերը որոշում է բարձր ամրությունը, իսկ B մոնոմերը՝ էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Միավորելով այս երկու մոնոմերները տարբեր հարաբերակցություններև դրանք տարբեր ձևերով փոխարինելով՝ կարելի է ձեռք բերել տարբեր հատկություններով հսկայական քանակությամբ պոլիմերային նյութեր։ Եթե ​​վերցնենք ոչ թե երկու տեսակի մոնոմեր (A և B), այլ ավելի շատ, ապա պոլիմերային շղթաների տարբերակների թիվը զգալիորեն կավելանա։

Պարզվել է, որ երկար պոլիմերային շղթաներում մի քանի տեսակի մոնոմերների համադրությունն ու փոխակերպումը ապահովում է բազմաթիվ տարբերակների կառուցում և որոշում բոլոր օրգանիզմների մաս կազմող բիոպոլիմերների տարբեր հատկությունները: Այս սկզբունքն է ընկած մեր մոլորակի վրա կյանքի բազմազանության հիմքում:

Ածխաջրերև դրանց կառուցվածքը։ Ածխաջրերը լայնորեն տարածված են բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում։ Ածխաջրերը օրգանական միացություններ են, որոնք կազմված են ածխածնից, ջրածնից և թթվածնից։ Ածխաջրերի մեծ մասում ջրածինը և թթվածինը, որպես կանոն, նույն համամասնությամբ են, ինչ ջրում (այստեղից էլ նրանց անվանումը՝ ածխաջրեր): Նման ածխաջրերի ընդհանուր բանաձևը C n (H 2 0) m է: Որպես օրինակ կարող է ծառայել ամենատարածված ածխաջրերից մեկը՝ գլյուկոզան, որի տարերային բաղադրությունը C 6 H 12 0 6 է (նկ. 2)։ Գլյուկոզան պարզ շաքար է: Պարզ շաքարների մի քանի մնացորդներ միանում են միմյանց և կազմում բարդ շաքարներ։ Կաթը պարունակում է կաթնային շաքար, որը բաղկացած է երկու պարզ շաքարի մոլեկուլների մնացորդներից (դիսախարիդներ)։ Կաթնաշաքարը բոլոր կաթնասունների երիտասարդների համար էներգիայի հիմնական աղբյուրն է:

Միանման շաքարների մոլեկուլների հազարավոր մնացորդները, միանալով միմյանց, ձևավորում են կենսապոլիմերներ՝ պոլիսախարիդներ։ Կենդանի օրգանիզմները պարունակում են բազմաթիվ տարբեր պոլիսախարիդներ՝ բույսերում այն ​​օսլա է (նկ. 3), կենդանիների մոտ՝ գլիկոգեն, որը նույնպես բաղկացած է գլյուկոզայի հազարավոր մոլեկուլներից, բայց նույնիսկ ավելի ճյուղավորված։ Օսլան և գլիկոգենը խաղում են մարմնի բջիջների կենսագործունեության համար անհրաժեշտ էներգիայի կուտակիչների դերը։ Օսլայով շատ հարուստ են կարտոֆիլը, ցորենի հատիկները, տարեկանը, եգիպտացորենը և այլն։

Ածխաջրերի գործառույթները. Ածխաջրերի ամենակարևոր ֆունկցիան էներգիան է։ Ածխաջրերը էներգիայի հիմնական աղբյուրն են օրգանական նյութերով սնվող օրգանիզմների համար։ Մարդու և կենդանիների մարսողական համակարգում օսլայի պոլիսախարիդը տրոհվում է հատուկ սպիտակուցների (ֆերմենտների) միջոցով մինչև մոնոմերային միավորներ՝ գլյուկոզա։ Գլյուկոզան, որը ներծծվում է աղիքներից արյան մեջ, բջիջներում օքսիդացվում է ածխաթթու գազի և ջրի՝ քիմիական կապերի էներգիայի արտազատմամբ, իսկ դրա ավելցուկը պահվում է լյարդի և մկանների բջիջներում՝ գլիկոգենի տեսքով: Մկանների ինտենսիվ աշխատանքի կամ նյարդային լարվածության ժամանակաշրջաններում (կամ սովի ժամանակ) մեծանում է գլիկոգենի քայքայումը կենդանիների մկաններում և լյարդում։ Այս դեպքում ձևավորվում է գլյուկոզա, որը սպառվում է ինտենսիվ աշխատող մկանային և նյարդային բջիջների կողմից։

Այսպիսով, պոլիսախարիդային կենսապոլիմերները նյութեր են, որոնցում պահվում է բույսերի և կենդանիների օրգանիզմների բջիջների կողմից օգտագործվող էներգիան։

Բույսերում գլյուկոզայի պոլիմերացման արդյունքում առաջանում է ոչ միայն օսլա, այլ նաև ցելյուլոզ։ Ցելյուլոզային մանրաթելերը կազմում են բույսերի բջիջների պատերի ամուր հիմքը: Իր հատուկ կառուցվածքի շնորհիվ ցելյուլոզը ջրում անլուծելի է և ունի բարձր ամրություն։ Այդ պատճառով ցելյուլոզն օգտագործվում է նաև գործվածքներ պատրաստելու համար։ Ի վերջո, բամբակը գրեթե մաքուր ցելյուլոզա է: Մարդկանց և կենդանիների մեծ մասի աղիքներում չկան ֆերմենտներ, որոնք կարող են կապեր ճեղքել գլյուկոզայի մոլեկուլների միջև, որոնք կազմում են ցելյուլոզը: Որոճողների մոտ ցելյուլոզը քայքայվում է բակտերիաների ֆերմենտներով, որոնք մշտապես ապրում են ստամոքսի հատուկ հատվածում:

Հայտնի են նաև բարդ պոլիսախարիդներ, որոնք բաղկացած են երկու տեսակի պարզ շաքարներից, որոնք պարբերաբար հերթափոխվում են երկար շղթաներով։ Նման պոլիսախարիդները կառուցվածքային գործառույթներ են կատարում կենդանիների աջակցող հյուսվածքներում։ Դրանք մաշկի, ջլերի, աճառի միջբջջային նյութի մի մասն են կազմում՝ տալով նրանց ամրություն և առաձգականություն։ Այսպիսով, ածխաջրերի կենսապոլիմերների կարևոր գործառույթը կառուցվածքային գործառույթն է:

Կան շաքարների պոլիմերներ, որոնք բջջային թաղանթների մաս են կազմում. դրանք ապահովում են նույն տիպի բջիջների փոխազդեցությունը, բջիջների կողմից միմյանց ճանաչումը: Եթե ​​առանձնացված լյարդի բջիջները խառնվեն երիկամների բջիջների հետ, ապա դրանք ինքնուրույն կցրվեն երկու խմբի՝ նույն տեսակի բջիջների փոխազդեցության պատճառով. երիկամների բջիջները կմիանան մի խմբի, իսկ լյարդի բջիջները՝ մյուսին: Չարորակ ուռուցքային բջիջներին բնորոշ է միմյանց ճանաչելու ունակության կորուստը։ Բջիջների ճանաչման և փոխազդեցության մեխանիզմների պարզաբանումը կարող է կարևոր լինել հատկապես քաղցկեղի բուժման համար:

Լիպիդներ.Լիպիդները կառուցվածքով բազմազան են։ Նրանց բոլորը, սակայն, ունեն մեկ ընդհանուր բան՝ նրանք բոլորը ոչ բևեռ են: Հետևաբար, դրանք լուծվում են այնպիսի ոչ բևեռային հեղուկներում, ինչպիսիք են քլորոֆորմը, եթերը, բայց գործնականում չեն լուծվում ջրում։ Լիպիդները ներառում են ճարպեր և ճարպանման նյութեր: Բջջում ճարպերի օքսիդացման ժամանակ արտադրվում է մեծ քանակությամբ էներգիա, որը ծախսվում է տարբեր պրոցեսների վրա։ Սա ճարպերի էներգետիկ ֆունկցիան է։

Ճարպերը կարող են կուտակվել բջիջներում և ծառայել որպես պահուստային սննդանյութ։ Որոշ կենդանիների մոտ (օրինակ՝ կետերը, փետուրները) մաշկի տակ դրվում է ենթամաշկային ճարպի հաստ շերտ, որը ցածր ջերմային հաղորդունակության պատճառով նրանց պաշտպանում է հիպոթերմիայից, այսինքն՝ կատարում է պաշտպանիչ ֆունկցիա։

Որոշ լիպիդներ հորմոններ են և մասնակցում են օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական ֆունկցիաների կարգավորմանը։ Ֆոսֆորաթթվի մնացորդ պարունակող լիպիդները (ֆոսֆոլիպիդներ) ամենակարևորն են. անբաժանելի մասն էբջջային թաղանթները, այսինքն, նրանք կատարում են կառուցվածքային գործառույթ:

Վայրի բնության մեջ ածխաջրերի զանգվածային բաժինը ավելի մեծ է, քան մյուս օրգանական միացությունները: Կենդանիների և սնկերի բջիջներում ածխաջրերը պարունակվում են փոքր քանակությամբ (չոր քաշի մոտ 1%, լյարդի և մկանների բջիջներում ՝ մինչև 5%), մինչդեռ բույսերի բջիջներում դրանց պարունակությունը շատ ավելի բարձր է (60 - 90%)։ Ածխաջրերը առաջանում են հիմնականում ֆոտոսինթեզի արդյունքում։ Հետերոտրոֆ օրգանիզմները ածխաջրերը ստանում են սննդից կամ սինթեզում այլ օրգանական միացություններից (ճարպեր, ամինաթթուներ և այլն)։

Ածխաջրերը օրգանական միացություններ են, որոնցում ածխածնի, թթվածնի հարաբերակցությունը հիմնականում համապատասխանում է (CH 2 O) n բանաձևին, որտեղ n \u003d 3 և ավելին: Այնուամենայնիվ, կան ածխաջրեր, որոնցում այս հարաբերակցությունը որոշակիորեն տարբերվում է, իսկ որոշները պարունակում են ազոտի, ֆոսֆորի կամ ծծմբի ատոմներ:

Ածխաջրերը ներառում են մոնոսաքարիդներ, օլիգոսաքարիդներ և պոլիսախարիդներ:

Մոնոսաքարիդներ - նյութերում շատ լուծելի են, ունեն քաղցր համ: Դիտարկենք մոնոսաքարիդների կառուցվածքը, օգտագործելով գլյուկոզան որպես օրինակ: Նրա մոլեկուլային բանաձևը C 6 H 12 0 6 է:

Գլյուկոզայի մոլեկուլ

Մոնոսաքարիդները դասակարգվում են ըստ իրենց մոլեկուլներում ածխածնի ատոմների քանակի։ Վայրի բնության համար ամենակարևորներն են պենտոզները (ածխածնի հինգ ատոմներով միացություններ) և հեքսոզները (ածխածնի վեց ատոմներով միացություններ): Ընդհանուր հեքսոզները, բացի գլյուկոզայից, ֆրուկտոզա և գալակտոզա են: Պենտոզներից տարածված են ռիբոզը և դեզօքսիրիբոզը, որոնց մնացորդները նուկլեինաթթվի մոնոմերների մաս են կազմում։ Մոնոսաքարիդները կարողանում են միավորվել միմյանց հետ՝ օգտագործելով -OH խմբերը: Այս դեպքում այն ​​ձևավորվում է երկու մոնոսաքարիդների մնացորդների միջև թթվածնի ատոմի միջոցով (-O-):

Օլիգոսաքարիդները և պոլիսախարիդները կազմված են մոնոսաքարիդների մնացորդներից։ Օլիգոսաքարիդները պոլիմերային ածխաջրեր են, որոնցում 2-ից 10 մոնոսաքարիդ միավորներ միացված են կովալենտային կապերով։ Օրինակ, դիսաքարիդները ձևավորվում են երկու մոնոսաքարիդների մնացորդներով: Բնության մեջ նման դիսախարիդները տարածված են՝ սովորական սննդային շաքարավազ՝ սախարոզա (բաղկացած է գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի մնացորդներից) և կաթնային շաքար՝ լակտոզա (բաղկացած է գլյուկոզայի և գալակտոզայի մնացորդներից)։

Մոնոսախարիդների փոխազդեցության արդյունքում կարող են գոյանալ հարյուրավոր և հազարավոր մնացորդների շղթաներ՝ պոլիսաքարիդներ։ Այս միացությունները վատ են լուծվում ջրում և չունեն քաղցր համ։ Բնության մեջ տարածված են գլյուկոզայի մնացորդներից առաջացած պոլիսախարիդները, դրանք են ցելյուլոզը, գլիկոգենը և օսլան։ Բնության մեջ մեկ այլ տարածված պոլիսախարիդ՝ քիտին, բաղկացած է գլյուկոզայի ազոտ պարունակող ածանցյալներից։

Ածխաջրերի գործառույթները բավականին բազմազան են. Էներգետիկ ֆունկցիան պայմանավորված է նրանով, որ 1 գ ածխաջրերի ամբողջական քայքայման արդյունքում ազատվում է 17,6 կՋ էներգիա։ Այս էներգիայի մի մասն ապահովում է մարմնի գործունեությունը, իսկ մի մասն ազատվում է ջերմության տեսքով։ Ամենամեծ թիվըէներգիան ազատվում է ածխաջրերի թթվածնով օքսիդացման արդյունքում, սակայն ածխաջրերի քայքայումը էներգիայի արտազատմամբ կարող է տեղի ունենալ այլ դեպքերում։ Սա կարևոր է այն օրգանիզմների համար, որոնք գոյություն ունեն թթվածնի պակասի կամ բացակայության պայմաններում։

Պոլիսաքարիդները կարող են կուտակվել բջիջներում, այսինքն՝ կարող են կատարել պահուստային ֆունկցիա։ Գլիկոգենը կուտակվում է կենդանիների և սնկային բջիջներում, իսկ օսլան՝ բույսերի բջիջներում։ Ածխաջրերի կառուցվածքային (կառուցվածքային) ֆունկցիան այն է, որ պոլիսախարիդները որոշակի կառուցվածքների մաս են կազմում: Այսպիսով, քիտինը կազմում է հոդվածոտանիների արտաքին կմախքը և պարունակվում է սնկերի բջջային պատում, իսկ ցելյուլոզը՝ բույսերի բջջային պատում։ Ածխաջրերը, որոնք կապված են և լիպիդների հետ, գտնվում են կենդանական բջջի պլազմային թաղանթից և բակտերիաների բջջային պատից դուրս: Ածխաջրերի հատուկ միացությունները սպիտակուցներով (մուկոպոլիսաքարիդներ) կատարում են ողնաշարավորների և մարդկանց օրգանիզմներում քսելու ֆունկցիա՝ դրանք հեղուկի մի մասն են, յուղում են հոդերի մակերեսները։

Պոլիսաքարիդային շղթաները կարող են լինել գծային տարածության կամ ճյուղի մեջ, ինչը կապված է նրանց գործառույթների հետ: Բջջի կամ օրգանիզմի կառուցվածքների մաս կազմող պոլիսախարիդների շղթաները փոխկապակցված են բազմաթիվ կապերով, որոնք ապահովում են այդ նյութերի ամրությունը և քիմիական դիմադրությունը։ Այնուամենայնիվ, պոլիսախարիդների մեծ մասը կենդանիների և բույսերի բջիջների պահուստային նյութեր են, նրանք ունեն բազմաթիվ ճյուղավորված շղթաներ, որոնց արդյունքում այդ մոլեկուլները արագորեն քայքայվում են բջջում գլյուկոզայի, միաժամանակ բազմաթիվ կետերում:

Լիպիդների կառուցվածքը, հատկությունները և կենսաբանական դերը

Մարմնի յուրաքանչյուր բջիջ պարունակում է լիպիդներ: Լիպիդները ճարպաթթուների և պոլիհիդրիկ սպիրտների կամ ալդեհիդների ածանցյալներ են։ Ճարպաթթուները չորս և ավելի (մինչև 24) ածխածնի ատոմներից բաղկացած օրգանական թթուներ են, սովորաբար ուղիղ շղթա: Որոշ լիպիդներ ունեն մի փոքր այլ կառուցվածք, բայց նաև վատ են լուծվում ջրում։

Լիպիդները հիդրոֆոբ են, բայց լավ լուծվում են ոչ բևեռային լուծիչներում՝ բենզոլ, քլորոֆորմ, ացետոն։

Լիպիդների մեծ խումբը ճարպեր են: Ճարպերը եռահիդրիկ սպիրտ գլիցերինի և երեք չճյուղավորված ճարպաթթուների մնացորդներ են: Մեկը էական գործառույթներճարպեր - էներգիա: 1 գ ճարպի ամբողջական քայքայման դեպքում արտազատվում է 38,9 կՋ էներգիա՝ երկու անգամ ավելի, քան նմանատիպ քանակությամբ ածխաջրերի կամ սպիտակուցների ամբողջական քայքայումը։ Պահուստային ֆունկցիան կայանում է նրանում, որ ճարպերը պարունակվում են բջիջների ցիտոպլազմայում ներդիրների տեսքով՝ ճարպային բջիջներում, արևածաղկի սերմերում և այլն: Ճարպի պաշարները օրգանիզմների կողմից կարող են օգտագործվել որպես պահուստային սննդանյութեր և որպես նյութափոխանակության ջրի աղբյուր (երբ 1 գ. ճարպը օքսիդացված է, մոտ մլ ջուր):

Կենդանիների ենթամաշկային ճարպային հյուսվածքում կուտակվելով՝ ճարպերը պաշտպանում են օրգանիզմը ջերմաստիճանի հանկարծակի փոփոխությունների ազդեցությունից՝ կատարելով ջերմամեկուսիչ ֆունկցիա։ Ճարպերի այս ֆունկցիան պայմանավորված է նրանց ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ։ Մարմնի ճարպային պաշարները կարող են նաև պաշտպանիչ գործառույթ կատարել։ Մասնավորապես պաշտպանում են ներքին օրգաններմեխանիկական վնասվածքներից.

Ճարպերին կառուցվածքով նման միացություններ են մոմերը, որոնց շերտը ծածկում է ցամաքային բույսերի տերևներն ու պտուղները, շատ հոդվածոտանիների քիտինային կմախքի մակերեսը՝ կանխելով մարմնի մակերևույթից ջրի ավելորդ գոլորշիացումը:

Ստերոիդները կազմում են լիպիդների առանձին խումբ։ Կենդանական օրգանիզմի ամենակարևոր ստերոիդը խոլեստերինն է, որը բջջային թաղանթների բաղադրիչ է, ինչպես նաև վիտամին D-ի, մակերիկամների և գոնադալ հորմոնների սինթեզի նախադրյալ:

Լիպիդների մեջ կան միացություններ, որոնք առաջացել են պարզ լիպիդային մոլեկուլների այլ նյութերի հետ փոխազդեցության արդյունքում։ Դրանք ներառում են լիպոպրոտեիններ (լիպիդների և սպիտակուցների միացություններ), գլիկոլիպիդներ (լիպիդներ և ածխաջրեր), ֆոսֆոլիպիդներ (օրթոֆոսֆորական թթվի մնացորդներ պարունակող)

Ինչպես գիտեք, բջջի, օրգանիզմի հիմնական հատկությունները որոշող օրգանական նյութերի կարևորագույն խմբերն են սպիտակուցները, ածխաջրերը, ճարպերը, նուկլեինաթթուները, առանձին նուկլեոտիդները (մասնավորապես՝ ATP): Այս խմբերից յուրաքանչյուրը կատարում է իր գործառույթը (գործառույթները) օրգանիզմի կյանքի գործընթացում։

Ածխաջրեր (մոնոսաքարիդներ, պոլիսախարիդներ) - օրգանական նյութեր, որոնց մոլեկուլները ներառում են ջրածին և թթվածին: Այս դեպքում այս տարրերի հարաբերակցությունը նման է ջրի մոլեկուլում դրանց հարաբերակցությանը, այսինքն. Ջրածնի յուրաքանչյուր 2 ատոմի համար կա մեկ թթվածնի ատոմ:

Մոնոսաքարիդները ներառում են ռիբոզա, դեզօքսիրիբոզ, գլյուկոզա, ֆրուկտոզա, գալակտոզա:

Առաջին կարգի պոլիսախարիդները ներառում են սախարոզա, լակտոզա և մալտոզա:

Երկրորդ կարգի պոլիսախարիդներ՝ օսլա, գլիկոգեն, մանրաթել։

Ածխաջրերը մարմնում կատարում են հետևյալ գործառույթները.

էներգիա,

կառուցվածքային (քանի որ դրանք բջջային թաղանթների և ենթաբջջային գոյացությունների մաս են կազմում),

Բաժնետոմսեր սննդանյութեր,

Պաշտպանիչ (մածուցիկ գաղտնիքները, որոնք պաշտպանում են խոռոչ օրգանների պատերը մեխանիկական, քիմիական վնասվածքներից, վնասակար բակտերիաների և վիրուսների ներթափանցումից, հարուստ են ածխաջրերով):

Լիպիդներ. Այս տերմինը ներառում է ճարպեր և ճարպային նյութեր: Սրանք օրգանական միացություններ են տարբեր կառուցվածքներով, բայց ընդհանուր հատկություններ. Նրանք ջրի մեջ չեն լուծվում, բայց հեշտությամբ լուծվում են օրգանական լուծիչներում:

Լիպիդների հիմնական գործառույթները.

կառուցվածքային (լիպիդները մասնակցում են բոլոր օրգանների և հյուսվածքների բջջային թաղանթների կառուցմանը),

Էներգետիկ գործառույթ (ապահովում է մարմնի էներգիայի 25-50%-ը),

Սննդանյութերի մատակարարում («էներգետիկ պահածոներ»),

Ջերմակարգավորում.

ՍՊԻՏԱԿՈՒՆՆԵՐ. Սպիտակուցները անկանոն պոլիմերներ են, որոնց մոնոմերները ամինաթթուներ են։ Սպիտակուցների մեծ մասը պարունակում է 20 ամինաթթու: Դրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է ատոմների նույն խմբերը՝ ամինո խումբը՝ NH2 և կարբոքսիլ խումբը՝ COOH։ Մոլեկուլները, որոնք գտնվում են ամինո և կարբոքսիլ խմբերից դուրս, կոչվում են ռադիկալներ (R): Բջիջը պարունակում է ազատ ամինաթթուներ, որոնք կազմում են ամինաթթուների ավազանը, որի շնորհիվ սինթեզվում են նոր սպիտակուցներ։ Այս ֆոնդը մշտապես համալրվում է մարսողական ֆերմենտների կամ սեփական պահեստային սպիտակուցների միջոցով սննդի սպիտակուցների քայքայման պատճառով։

Ամինաթթուների միացումը տեղի է ունենում նրանց համար ընդհանուր խմբերի միջոցով՝ մի ամինաթթվի ամինախումբը միացված է մեկ այլ ամինաթթվի կարբոքսիլ խմբին, երբ դրանք միավորվում են, ջրի մոլեկուլ է ազատվում։ Միացված ամինաթթուների միջև կա կապ, որը կոչվում է պեպտիդ:

Մի քանի ամինաթթուների միացությունը կոչվում է պեպտիդ, իսկ մեծ թվով ամինաթթուների միացությունը՝ պոլիպեպտիդ։ Այսպիսով, սպիտակուցը կարող է լինել մեկ կամ մի քանի պոլիպեպտիդ:

Սպիտակուցի մոլեկուլի կազմակերպման մակարդակները. Առաջնային, ամենապարզ կառուցվածքը պոլիպեպտիդային շղթան է, այսինքն. ամինաթթուների շարան՝ կապված պեպտիդային կապերով։ Առաջնային կառուցվածքում ամինաթթուների միջև բոլոր կապերը կովալենտ են և, հետևաբար, ամուր:

Երկրորդական կառուցվածքը համապատասխանում է սպիտակուցային թելի ոլորմանը պարույրի տեսքով։ -C=O խմբերի միջև, որոնք գտնվում են խխունջի նույն շրջադարձի վրա և խմբեր -N-Hմյուս կողմից առաջանում են ջրածնային կապեր, որոնք ավելի թույլ են, քան կովալենտները, բայց ապահովում են երկրորդական կառուցվածքի բավարար ամրություն։

Չորրորդական կառուցվածք. Մի քանի սպիտակուցային մոլեկուլների միմյանց հետ համակցման շնորհիվ առաջանում է չորրորդական կառուցվածք։ Եթե ​​պեպտիդային թելերը շարված են կծիկի տեսքով, ապա այդպիսի սպիտակուցները կոչվում են գնդաձև, եթե թելիկների կապոցների տեսքով՝ ֆիբրիլային։

Սպիտակուցի գործառույթները. Կենդանի օրգանիզմում սպիտակուցների գործառույթների բազմազանությունը այնքան մեծ է, որ նպատակահարմար է ներկայացնել այն հետևյալ սխեմայի տեսքով (նկ. 1).

Նկ.1.

Հարկ է նշել, որ բացի դիագրամում ներկայացվածներից, սպիտակուցները կատարում են նաև էներգետիկ ֆունկցիա։ Այնուամենայնիվ, սպիտակուցները որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործվում են միայն այն դեպքում, երբ ածխաջրերի և ճարպերի հիմնական աղբյուրները սպառվում են:

ՆՈՒԿԼԵԻԿ ԹԹՈՒՆԵՐ. Նուկլեինաթթուները բնական մակրոմոլեկուլային միացություններ են, որոնք ապահովում են ժառանգական տեղեկատվության պահպանումը և փոխանցումը: Առաջին անգամ նկարագրվել է 1869 թվականին շվեյցարացի կենսաքիմիկոս Ֆ.Միշերի կողմից։

Բնության մեջ կան երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ, որոնք տարբերվում են կազմով, կառուցվածքով և գործառույթով։ Մեկը պարունակում է ածխաջրածին բաղադրիչ՝ ռիբոզ (ՌՆԹ), մյուսը՝ դեզօքսիրիբոզ (ԴՆԹ):

Նուկլեինաթթուները ամենակարևոր կենսապոլիմերներն են, որոնք որոշում են կենդանի էակների հիմնական հատկությունները: Այսպիսով, ԴՆԹ-ն պոլիմերային մոլեկուլ է, որը բաղկացած է հարյուր հազարավոր մոնոմերներից՝ դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդներից:

ԴՆԹ. ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային կազմը. ԴՆԹ-ն պարունակում է 4 հիմք.

ադենին (A)

գուանին (G)

ցիտոզին (C):

Ադենինի քանակը միշտ հավասար է թիմինի քանակին (A=T), իսկ գուանինի քանակը միշտ հավասար է ցիտոզինի քանակին (Չարգաֆֆի կանոն)։ Սա վկայում էր ԴՆԹ-ի կառուցվածքի որոշ խիստ օրինաչափությունների մասին։ Անցյալ դարի 50-ականների սկզբին պարզվեց ԴՆԹ-ի կառուցվածքը՝ կրկնակի պարույր՝ մոլեկուլի ծայրամասում շաքարաֆոսֆատային ողնաշարով, իսկ պուրինային (ադենին և գուանին) և պիրիմիդին (ցիտոսին և թիմին) հիմքերով։ միջին. Հիմքերի զույգերից յուրաքանչյուրն ունի սիմետրիա, որը թույլ է տալիս նրան ներառել կրկնակի պարույրի մեջ երկու կողմնորոշմամբ՝ (A=T և T=A) և (C=G և G=C): ԴՆԹ-ի շղթաներից յուրաքանչյուրում հիմքերը կարող են փոխարինվել բոլոր գոյություն ունեցող ձևերով:

Եթե ​​մեկ շղթայում հայտնի է հիմքերի հաջորդականությունը (օրինակ՝ T-C-G-C-A-T), ապա զուգավորման (կոմպլեմենտարության) յուրահատկությունից ելնելով հայտնի է դառնում նրա «գործընկեր» շղթայի հաջորդականությունը՝ A-G-C-G-T -A։

ՌՆԹ. ՌՆԹ մոլեկուլը նույնպես պոլիմեր է, որի մոնոմերը ռիբոնուկլեոտիդ է։ ՌՆԹ-ն միաշղթա մոլեկուլ է և կառուցված է այնպես, ինչպես ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկը: ՌՆԹ նուկլեոտիդները շատ մոտ են ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդներին, բայց լիովին նույնական չեն. թիմինի (T) փոխարեն ՌՆԹ-ն ունի պիրիմիդին՝ ուրացիլ, կառուցվածքով մոտ:

Ըստ կատարվող գործառույթների՝ ՌՆԹ-ները բաժանվում են հետևյալ տեսակների.

Տրանսֆերային ՌՆԹ-ն (t-RNA) ամենակարճն է՝ 80-100 նուկլեոտիդ, t-RNA-ն կազմում է բջջի ՌՆԹ-ի ընդհանուր պարունակության մոտ 10%-ը: Նրա գործառույթն է ամինաթթուները տեղափոխել ռիբոսոմներ՝ սպիտակուցի սինթեզի վայր:

Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն (r-RNA) ամենամեծն է՝ 3-5 հազար նուկլեոտիդ (բջջի ՌՆԹ պարունակության մոտ 90%-ը)։

Մեսսենջեր ՌՆԹ (i-RNA), դրանք կազմում են բջջի ընդհանուր ՌՆԹ-ի 0,5-1%-ը: Նրա գործառույթն է սպիտակուցի կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը ԴՆԹ-ից փոխանցել ռիբոսոմներում սպիտակուցի սինթեզի վայր:

Բրինձ. 2.

ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակները սինթեզվում են ԴՆԹ-ի վրա, որը ծառայում է որպես մի տեսակ մատրիցա։