Липиды и нуклеиновые кислоты конспект

Обновлено: 03.07.2024

Белки, жиры и углеводы служат для организма строительным материалом и источником энергии.

Белки, полисахара и нуклеиновые кислоты – полимеры, состоят из мономеров (соответственно аминокислот, моносахаров и нуклеотидов).

БЕЛКИ – главный строительный материал, составляют 50% от сухой массы организма, входят в состав органоидов, мембран и цитоплазмы клеток. Функции: каталитическая (ускоряют реакции), транспортная, двигательная, защитная и др.

Белки в организме не запасаются, избыток белков превращается в жиры или углеводы. Сами белки из углеводов и жиров синтезировать нельзя, потому что в жирах и углеводах нет азота. Недостаток белков в пище опасен, особенно для детей и подростков.

При окислении белков получается углекислый газ, вода и аммиак. Аммиак током крови доносится до печени и там превращается в мочевину, которая выделяется с мочой и потом.

УГЛЕВОДЫ делятся на моносахара, дисахара и полисахара.

Моносахара (растворяются в воде и имеют сладкий вкус):

рибоза (входит в состав АТФ, РНК),
дезоксирибоза (входит в состав ДНК),
глюкоза (главный источник энергии, образуется при фотосинтезе, при дыхании окисляется до воды и углекислого газа).

Резервом, с помощью которого концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне, служит запас гликогена в печени. Избыток углеводов в организме превращается в жиры.

Полисахара (в воде не растворяются, вкуса не имеют). Выполняют строительную и запасающую функции:

крахмал – запасной углевод у растений,
гликоген – запасной углевод у животных и грибов,
целлюлоза – компонент клеточной стенки растений.

ЛИПИДЫ – это группа веществ, не растворяющихся в воде. К ним относятся жиры, фосфолипиды (входят в состав плазматической мембраны – строительная функция) и стероиды (половые и корковые гормоны – регуляторная функция).

ЖИРЫ – состоят из глицерина и жирных кислот. Функция – запас энергии. При окислении жира выделяется в два раза больше энергии, чем при окислении грамма белка или углевода, а так же вода и углекислый газ.

Жиры запасаются в подкожной жировой клетчатке и в прокладках между органами. Кроме запаса энергии, жировые ткани выполняют функции теплоизоляции, запаса воды и механической защиты.

Жиры в организме могут образовываться из белков и углеводов.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ участвуют в хранении и реализации наследственной информации.

ДНК входит в состав хромосом,
иРНК переносит информацию из ядра к рибосоме,
тРНК переносит аминокислоты к рибосоме,
рРНК входит в состав рибосом.

Еще можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Клетчатка, содержащаяся в сырых овощах и фруктах, употребляемых в пищу человеком, улучшает
1) пищеварение в желудке
2) расщепление углеводов
3) моторную функцию кишечника
4) всасывание питательных веществ в кровь

Выберите один, наиболее правильный вариант. В организме человека НЕ происходит превращение
1) белков в жиры
2) углеводов в белки
3) углеводов в жиры
4) органических веществ в неорганические

Выберите один, наиболее правильный вариант. Только белки выполняют функцию
1) защитную
2) энергетическую
3) запасающую
4) двигательную

БЕЛКИ
Выберите три варианта. Какие продукты питания характеризуются большим содержанием белков?
1) сметана
2) творог
3) сыр
4) картофель
5) хлеб
6) рыба

БЕЛКИ ОБМЕН
1. Установите последовательность обмена белков в организме человека, начиная с поступления их с пищей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) окисление с образованием АТФ, углекислого газа, воды, мочевины
2) образование пептидов под действием пепсина
3) синтез миозина, казеина
4) белки пищи
5) образование аминокислот под действием трипсина

2. Установите правильную последовательность переваривания белков, начиная с поступления их в ротовую полость с пищей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) механическое измельчение и смачивание
2) поступление аминокислот в кровь
3) расщепление на пептиды в кислой среде
4) расщепление пептидов до аминокислот при помощи трипсина
5) поступление пищевого комка в двенадцатиперстную кишку

3. Установите последовательность процессов превращения белков в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) денатурация белков под воздействием соляной кислоты
2) разрушение аминокислот до мочевины в печени
3) употребление рыбного филе
4) всасывание аминокислот в капилляры большого круга кровообращения
5) воздействие на белки трипсином

4. Установите правильную последовательность обмена белков в организме человека, начиная с поступления их с пищей. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) выведение мочевины, углекислого газа, воды
2) всасывание аминокислот в кровь
3) расщепление белков пищеварительными ферментами
4) процесс трансляции в клетках
5) расщепление собственных белков

БЕЛКИ - ЛИПИДЫ
1. Установите соответствие между характеристикой и веществом, к которому она относится: 1) белки, 2) жиры. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) состоят из молекул жирных кислот и глицерина
Б) состоят из остатков молекул аминокислот
В) защищают организм от переохлаждения
Г) защищают организм от бактерий и вирусов
Д) являются полимерами
Е) при окислении 1 грамма дают 38,9 кДж

2. Установите соответствие между характеристиками и органическими веществами клетки: 1) белки, 2) липиды. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) состоят из остатков аминокислот
Б) входят в состав хромосом
В) формируют бислой в мембране клетки
Г) обладают высокой калорийностью (около 9 ккал/г)
Д) являются ферментами
Е) имеют третичную и четвертичную структуру

БЕЛКИ - УГЛЕВОДЫ
Установите соответствие между функциями и свойствами органических веществ в клетке и их видами: 1) углеводы, 2) белки. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) выполняют транспортную функцию
Б) являются запасным веществом в клетке
В) состоят из мономеров глюкозы
Г) выполняют ферментативную функцию
Д) обеспечивают активный транспорт через мембраны
Е) образуют клеточную стенку

Установите соответствие между строением и функцией вещества и его видом: 1) Гемоглобин, 2) Гликоген. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) Молекула сильно разветвлена
Б) Имеет четвертичную структуру
В) Откладывается в запас в печени
Г) Мономерами являются аминокислоты
Д) Используется для поддержания уровня кислорода

Установите соответствие между характеристиками и классами молекул, примеры которых изображены на рисунках. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) может входить в состав крахмала
Б) является полимером
В) имеет третичную и четвертичную структуру
Г) состоит из аминокислот
Д) не содержит азот
Е) служит для запасания энергии

БЕЛКИ - НК
Установите соответствие между характеристиками и органическими веществами: 1) белки; 2) нуклеиновые кислоты. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) представлены глобулой
Б) имеют пептидные связи
В) синтезируются в ядре
Г) служат биокатализаторами
Д) включают полинуклеотидную цепь
Е) способны к репликации

Установите соответствие между химическими соединениями, изображенными на рисунке, и их характеристиками. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) аминокислота
Б) азотистое основание
В) глицин
Г) аденин
Д) входит в состав белков
Е) входит в состав нуклеиновых кислот

БЕЛКИ В ОЛИЧИЕ ОТ НК
Выберите три варианта. Белки, в отличие от нуклеиновых кислот,
1) участвуют в образовании плазматической мембраны
2) входят в состав хромосом
3) осуществляют транспортную функцию

4) являются полимерами
5) выполняют защитную функцию
6) переносят наследственную информацию из ядра к рибосоме

ЛИПИДЫ ФУНКЦИИ
1. Выберите три варианта. Какие функции выполняют липиды в организме?
1) энергетическую
2) двигательную
3) информационную
4) строительную
5) защитную
6) транспортную

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Функциями липидов в организме человека являются:
1) каталитическая
2) энергетическая
3) строительная
4) двигательная
5) транспортная
6) регуляторная

ЛИПИДЫ ПРИМЕРЫ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных веществ относят к липидам?
1) инсулин
2) гликоген
3) триглицериды
4) холестерол
5) тестостерон
6) коллаген

ЛИПИДЫ ОБМЕН
1. Установите правильную последовательность обмена жиров в организме человека, начиная с их поступления с пищей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) образование глицерина и высших карбоновых кислот
2) синтез липоидов в клетках тела
3) обработка жиров пищи ферментом липазой в двенадцатиперстной кишке
4) образование энергии при окислении веществ до углекислого газа и воды
5) всасывание продуктов расщепления в лимфатические капилляры тонкого кишечника

2. Установите последовательность процессов жирового обмена в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) всасывание продуктов расщепления жиров в микроворсинках кишечника
2) расщепление жиров в тонком кишечнике
3) эмульгирование жиров под действием желчи
4) поступление синтезированных жиров в лимфу
5) синтез собственных молекул жиров

ЛИПИДЫ - УГЛЕВОДЫ
1. Установите соответствие между функциями и веществами: 1) углеводы, 2) липиды. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивают узнавание клеток ткани своего типа
Б) образуют двойной слой мембраны
В) участвуют в гормональной регуляции
Г) образуют стенки растительных клеток
Д) защищают организм от теплопотерь

2. Установите соответствие между свойством или функцией органических веществ и их видом: 1) липиды, 2) моносахариды. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) растворимы в воде
Б) гидрофобны
В) составляют основу клеточных мембран
Г) состоят из остатков глицерина и жирных кислот
Д) образуются в результате расщепления крахмала

3. Установите соответствие между характеристиками и группами веществ: 1) липиды, 2) углеводы. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образуют гликокаликс
Б) создают термоизоляционные покровы организма
В) неполярные гидрофобные вещества
Г) бесцветные кристаллические вещества
Д) составляют основу клеточных мембран
Е) состоят из остатков высших карбоновых кислот и глицерина

УГЛЕВОДЫ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Функциями углеводов в организме человека являются
1) регуляторная
2) энергетическая
3) запасающая
4) строительная
5) хранение генетической информации
6) ферментативная

Выберите три варианта. Какие углеводы относят к моносахаридам?
1) рибоза
2) глюкоза
3) целлюлоза
4) фруктоза
5) крахмал
6) гликоген

МОНОСАХАРА - ДИСАХАРА - ПОЛИСАХАРА
Установите соответствие между примерами и классами углеводов, к которым эти примеры относятся: 1) моносахарид, 2) дисахарид, 3) полисахарид. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) сахароза
Б) фруктоза
В) дезоксирибоза
Г) гликоген
Д) мальтоза
Е) хитин

МОНОСАХАРА - ПОЛИСАХАРА
1. Установите соответствие между характеристикой углевода и его группой: 1) моносахарид, 2) полисахарид
А) является биополимером
Б) обладает гидрофобностью
В) проявляет гидрофильность
Г) служит запасным питательным веществом в клетках животных
Д) образуется в результате фотосинтеза
Е) окисляется при гликолизе

2. Установите соответствие между признаками и группами веществ: 1) моносахариды, 2) полисахариды. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) участвуют в синтезе нуклеиновых кислот
Б) образуют гликокаликс
В) имеют в составе молекулы от трех до семи атомов углерода
Г) образуют глюкозу при гидролизе
Д) являются запасным веществом в клетке
Е) имеют сладкий вкус

Установите соответствие между особенностями молекул углеводов и их видами: 1) целлюлоза, 2) глюкоза. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) мономер
Б) полимер
В) растворимы в воде
Г) не растворимы в воде
Д) входят в состав клеточных стенок растений
Е) входят в состав клеточного сока растений

УГЛЕВОДЫ ОБМЕН
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие процессы происходят при переваривании углеводов в пищеварительном канале человека?
1) распад моносахаридов с образованием молочной кислоты
2) расщепление моносахаридов до СО₂ и Н₂О
3) расщепление полисахаридов до дисахаридов
4) образование гликогена из глюкозы
5) превращение дисахаридов в моносахариды
6) расщепление клетчатки микроорганизмами

УГЛЕВОДЫ ОБМЕН ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1. Установите последовательность процессов обмена углеводов в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) всасывание моносахаридов в ворсинки кишечника
2) поступление моносахаридов в клетки организма
3) синтез собственных полисахаридов в клетках организма
4) расщепление полисахаридов в пищеварительном канале
5) поступление моносахаридов в кровь

2. Установите последовательность процессов углеводного обмена в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) поступление глюкозы в клетки организма и уменьшение ее концентрации в крови
2) расщепление крахмала ферментами пищеварительных соков до глюкозы
3) усиление секреции инсулина поджелудочной железой
4) поступление крахмала в организм с пищей
5) всасывание глюкозы и увеличение ее концентрации в крови

3. Определите правильную последовательность событий, происходящих при метаболизме углеводов в организме человека, начиная с попадания пищи в ротовую полость. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Окисление сахаров в клетках до углекислого газа и воды
2) Поступление сахаров в ткани
3) Всасывание сахаров в тонком кишечнике и поступление их в кровь
4) Начало расщепления полисахаридов в ротовой полости
5) Окончательное расщепление углеводов на моносахариды в двенадцатиперстной кишке
6) Выведение из организма воды и углекислого газа

УГЛЕВОДЫ - НК
1. Установите соответствие между особенностями и видами молекул: 1) ДНК, 2) полисахарид. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обладает способностью к репликации
Б) может образовывать разветвлённую структуру
В) состоит из нуклеотидов
Г) образуется путём соединения молекул простых углеводов
Д) выполняет защитную и энергетическую функции
Е) обеспечивает матричный синтез рибонуклеиновых кислот

2. Установите соответствие между видами органических веществ: 1) углеводы, 2) нуклеиновые кислоты – и выполняемыми ими функциями в клетке. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
A) запасание энергии
Б) сигнальная
B) хранение генетической информации
Г) перенос энергии
Д) входит в состав клеточных стенок и мембран
Е) реализация генетической информации (синтез белка)

Выберите три варианта. Какие вещества относят к биополимерам?
1) крахмал
2) глицерин
3) глюкозу
4) белки
5) ДНК
6) фруктозу

Выберите три варианта. Какие функции выполняют в клетке молекулы углеводов и липидов?
1) информационную
2) каталитическую
3) строительную
4) энергетическую
5) запасающую
6) двигательную

Какие превращения веществ могут происходить в организме человека? Выберите три верных ответа из шести. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) гликогена в глюкозу
2) жиров в белки
3) гормонов в ферменты
4) жиров в углеводы
5) гормонов в витамины
6) углеводов в жиры

Задумайтесь! Мы с вами состоит из миллиардов атомов. Все атомы находятся в круговороте, и все атомы, которыми мы обладаем, в ком-то и где-то находились те 4,5 млрд. лет, которые существует Земля. Они были частями животных, растений, грибов и бактерий - а сейчас принадлежат нам на короткое время.

С химической точки зрения ответ на вопрос "Жив ли изучаемый объект?" - не представляется возможным. Понятию "жизнь" дано колоссальное количество определений. Жизнь - это самовоспроизведение с изменением, способ существования белковых тел, постоянный обмен веществ с внешней средой.

Мы приступаем к изучению неорганических и органических веществ клетки. Начнем с неотъемлемого компонента клетки, благодаря которому жизнь на Земле в принципе стала возможна - вода.

Составляет 60-80% массы клетки. Молекула воды обладает уникальным свойством - полярностью, которое возникает из-за разницы в электроотрицательности (ЭО) между атомами кислорода и водорода (у кислорода ЭО больше).

Поскольку молекула воды полярна, ее называют диполь. Между молекулами воды возникают непрочные водородные связи: водородная связь начинается от отрицательно заряженного атома кислорода (2δ - ) одной молекулы воды и тянется до положительно заряженного атома водорода другой молекулы воды (δ + )

Гидрофильные (греч. hydro - вода и philéo - люблю) - вещества, которые хорошо растворяются в воде. Гидрофильными веществами являются сахара, соли, альдегиды, спирты, аминокислоты.
Гидрофобные (греч. hydro - вода и phobos — страх) - вещества, которые не растворяются в воде. Гидрофобными веществами являются жиры.

Большинство реакций, которые протекают в клетке, идут в растворе (водной среде). Полярность молекулы воды позволяет ей быть отличным растворителем для других гидрофильных (полярных) веществ.

Вода может поглощать теплоту при минимальном изменении температуры. Это настоящее "спасение" для клеток: чуть только температура меняется, вода начинает поглощать избыток тепла, защищая клетку от перегревания. Выделяясь на поверхность кожи с потом, вода испаряется, поверхность кожи при этом охлаждается.

Она не только создает среду для реакций в клетке, но и сама активно участвует во многих из них. Расщепление питательных веществ, попавших в клетку, происходит за счет реакции гидролиза (греч. hydro - вода и lysis - расщепление).

Питательные вещества, газы перемещаются по организму с током крови. Вода составляет 90-92% плазмы крови, является ее основным компонентом. С помощью воды происходит не только доставка веществ к клеткам, но и удаление из организма побочных продуктов обмена веществ.

Вода придает тканям тургор (лат. turgor — наполнение) - внутреннее осмотическое давление в живой клетке, создающее напряжение оболочек клеток. Вода составляет от 60 до 95% цитоплазмы, придает клеткам форму. Изменение тургора клеток растений приводит к перемещениям их частей, раскрытию устьиц, цветков.

Осмотическое давление - избыточное гидростатическое давление на раствор, отделенный от чистого растворителя с помощью полупроницаемой мембраны.

Главное - понимать суть: если мы поместим живую клетку в гипертонический раствор, то вода (растворитель) устремится из клетки в раствор (в сторону большей концентрации соли) - это приведет к сморщиванию клеток.

Если же клетка окажется в гипотоническом растворе, то вода извне устремится внутрь клетки (опять-таки в сторону большей концентрации солей), приводя при этом к разбуханию (и возможному разрыву) клетки.

Элементы

Процентное содержание элемента не коррелирует с его важностью и биологической значимостью. Так, к примеру, микроэлемент I играет важную роль в синтезе гормонов щитовидной железы: тироксина, трийодтиронина. За нормальные рост и развитие организмов отвечают Zn, Mn, Cu.

Благоприятно влияют на сперматозоиды Zn, Ca, Mg, защищая их от оксидативного стресса (окисления). Невозможным становится нормальное образование эритроцитов без должного уровня Fe и Cu.

В водной среде клетки соли диссоциируют (распадаются) на положительно заряженные ионы - катионы (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ ) и отрицательно заряженные - анионы (Cl - , SO₄ 2- , HPO₄ 2- , H₂PO₄ - ).

Для процессов возбуждения клетки (нейрона, миоцита - мышечной клетки) внутри клетки должна поддерживаться низкая концентрация ионов Na + и высокая концентрация ионов K + . В окружающей клетку среде все наоборот: много Na и мало K. В мембране существует специальный натрий-калиевый насос, который поддерживает необходимое равновесие. Если это соотношение нарушится, то нейрон не сможет сгенерировать нервный импульс, а клетка мышцы - сократиться.

Участвуют в активации ферментов
Создают буферные системы (бикарбонтаную, фосфатную, белковую)
Поддерживают кислотно-щелочное состояние (КЩС)
Создают осмотическое давление клетки
Создают мембранный потенциал клеток (натрий-калиевый насос)
Являются основным минеральным составляющим скелета внутреннего и наружного (у моллюсков)

Мы переходим к органическим компонентам клетки, к которым относятся: жиры, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты.

Белки, или пептиды (греч. πεπτος - питательный)

Белки - полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки представляют линейную структуру, образованную из длинной цепи аминокислот, между которыми возникают пептидные связи. Пептидная связь образуется между карбоксильной группой (COOH) одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты (NH₂).

Между понятиями пептиды и белки существует определенная разница. Белки состоят из сотен тысяч аминокислот. Пептидами называют небольшие белки, содержащие до 10 аминокислот. Ими являются некоторые гормоны: окситоцин, вазопрессин, тиреолиберин - эти пептиды выполняют регуляторную функцию.

Первичная - полипептидная цепь, в которой аминокислоты расположены линейно
Вторичная - полипептидная цепь закручивается в спираль, формируется α или β структура
Третичная - спирали скручиваются в глобулу (лат. globulus - шарик)
Четвертичная - образуется у сложных белков путем соединения нескольких глобул

При резком изменении оптимальных для белка условий он подвергается денатурации: при этом происходит переход от высших структур организации к низшим, или "раскручивание белка". Важно заметить, что аминокислотная последовательность (первичная структура белка) при этом не меняется, однако свойства белка меняются кардинально (теряется его гидрофильность).

Осмелюсь сделать заявление: вы часто начинаете свой день с денатурации белка. Простейший способ провести такой эксперимент - пожарить яичницу. Заметьте, что изначально яичный белок прозрачный и текучий, но по итогу жарки эти свойства утрачиваются: он становится непрозрачным и вязким.

Белки - природные катализаторы, ускоряющие реакции в организме в десятки и сотни тысяч раз. Эту роль главным образом выполняют белки-ферменты (энзимы).

Иногда в состав белков входят так называемые ко-факторы - небелковые соединения, которые необходимы ферменту для его биологической активности (в роли ко-факторов могут выступать Zn 2+ , Mg 2+ ).

Белки входят в состав клеточных мембран. Сложные белки: коллаген, эластин - входят в состав соединительных тканей организма, придавая им некоторую прочность и эластичность.

Некоторые гормоны, регулирующие обменные процессы в организме, имеют белковое происхождение: инсулин, глюкагон, адренокортикотропный гормон (АКТГ).

Говоря об этой функции, прежде всего, стоит вспомнить об антителах - иммуноглобулинах, которые синтезируют B-лимфоциты. Антитела нейтрализуют чужеродные организму антигены (разрушают бактерии).

Помимо антител, защитную функцию выполняют также белки свертывающей системы крови (тромбин и фибриноген): они предохраняют организм от кровопотери.

При недостаточном питании в организме начинают окисляться молекулы белков. При расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж энергии.

Некоторые белки крови способны присоединять к себе и переносить различные молекулы. Альбумины участвуют в транспорте жирных кислот, глобулины - гормонов и некоторых ионов (Fe, Cu). Основной белок эритроцитов - гемоглобин - способен переносить кислород, углекислый и угарный газы (угарный конечно нежелательно ему переносить, будет отравление)

Двигательные белки, актин и миозин, на уровне саркомера обеспечивают сокращение мышц. При возбуждении мышечной ткани тонкие нити актина начинают тереться о толстые нити миозина, приводя к сокращению.

На поверхности мембраны белки образуют многочисленные рецепторы, которые, соединяясь с гормонами, приводят к изменению обмена веществ в клетке. Таким образом, гормоны реализуют воздействие на клетки органов-мишеней.

Жиры, или липиды (греч. lipos - жир)

С химической точки зрения жиры являются сложными эфирами, образованными трехатомным спиртом глицерином и высшими карбоновыми кислотами (жирными кислотами). Среди их свойств надо выделить то, что они практически нерастворимы в воде. Вспомните, как тяжело смыть жир с рук водой.

Почему именно мыло смывает жир с рук? Дело в том, что молекула мыла повторяет свойства жира: одна часть ее гидрофобна, а другая гидрофильна. Мыло соединяется с молекулой жира гидрофобной частью, и вместе они легко смываются водой.

При окислении жиров выделяется много энергии: 1 г - 38,9 кДж. Это вдвое больше выделяющейся энергии при расщеплении 1г углеводов.

Жиры имеют способность накапливаться в клетках, расположенных в подкожно-жировой клетчатке, внутренних органах. Эти запасы являются резервом организма на случай голодания или при недостаточном питании.

В жирах также запасается вода: в 100 г жира содержится 107 мл воды. Многим пустынным животным (верблюдам) жировые запасы помогают длительное время обходиться без воды.

Жиры входят в состав биологических мембран клеток человека вместе с белками. Из фосфолипидов построены мембраны всех клеток органов и тканей!

Так, к примеру, холестерин - обязательный компонент мембраны, придает ей определенную жесткость и совершенно необходим для нормальной жизнедеятельности (заболевания возникают только при нарушении липидного обмена).

Жиры обладают плохой теплопроводностью. Располагаясь в подкожно-жировой клетчатке, они образуют термоизолирующий слой. Особенно хорошо он развит у ластоногих (моржи и тюлени), китов, защищает их от переохлаждения.

Некоторые гормоны по строению относятся к жирам: половые (андрогены - мужские и эстрогены - женские), гормон беременности (прогестерон), кортикостероиды.

Производное жира - витамин D - принимает важное участие в обмене кальция и фосфора в организме. Он образуется в коже под действием ультрафиолетового излучения (солнечного света). При недостатке витамина D возникает заболевание - рахит.

Углеводы

Простые сахара, легко растворяющиеся в воде и имеющие сладкий вкус. Моносахариды подразделяются на гексозы (имеют 6 атомов углерода) - глюкоза, фруктоза, и пентозы (имеют 5 атомов углерода) - рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.

При гидролизе олигосахариды распадаются на моносахариды. В состав олигосахаридов может входить от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в состав олигосахарида входят 2 остатка моносахарида, то его называют дисахарид. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза. При гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу.

Это биополимеры, в состав которых входят сотни тысяч моносахаридов. Они обладают высокой молекулярной массой, нерастворимы в воде, на вкус несладкие.

Крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и муреин - все это биополимеры. Давайте вспомним, где они находятся.

Клеточная стенка образована: у растений - целлюлозой, у грибов - хитином, у бактерий - муреином. Запасным питательным веществом растений является крахмал, животных - гликоген.

В результате расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии.

Запасным питательным веществом растений и животных соответственно являются крахмал и гликоген. Расщепление гликогена позволяет нам оставаться в сознании и быть активными между приемами пищи.

Гликоген представляет собой разветвленную молекулу, состоящую из остатков глюкозы. За счет больших размеров такая молекула хорошо удерживается в клетке, а ее разветвленность позволяет ферментам быстро отщеплять множество молекул глюкозы одновременно.

Существуют заболевания, при которых распад гликогена нарушается: в результате нейроны не получают глюкозы (источника энергии, соответственно не синтезируются и молекулы АТФ). Из-за этого становятся возможны частые потери сознания.

Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, придавая им необходимую твердость. Хитин образует клеточную стенку грибов и наружный скелет членистоногих.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро)

Для ДНК характерны следующие азотистые основания: аденин - тимин, гуанин - цитозин; для РНК: аденин - урацил, гуанин - цитозин. Исходя из принципа комплементарности, данные основания соответствуют друг другу, в результате чего между ними образуются связи.

Между аденином и тимином образуется 2 водородные связи, а между гуанином и цитозином - 3.

Именно по этой причине количество аденина в молекуле ДНК всегда совпадает с количеством тимина. К примеру, если в ДНК 20% аденина, то с уверенностью можно сказать, что в ней 20% тимина. Выходит на оставшиеся основания - цитозин и гуанин - остается 60%, значит, цитозин и гуанин составляют в ДНК 30% каждый. Таким нехитрым образом, зная процент содержания одного основания, можно подсчитать все остальные.

В ДНК остаток сахара - дезоксирибоза, в РНК - рибоза.

Синтезируется в ядрышке. рРНК входит в состав малых и больших субъединиц рибосом. В процентном отношении рРНК составляет 80-90% всей РНК клетки.

Синтезируется в ядре в ходе процесса транскрипции (лат. transcriptio — переписывание). Фермент РНК-полимераза строит цепь иРНК по принципу комплементарности с ДНК. Исходя из данного принципа, гуанин (Г) в молекуле ДНК соединяется с цитозином (Ц) в РНК. Далее соответственно: цитозин (Ц) - гуанин (Г), аденин (А) - урацил (У), тимин (Т) - аденин (А).

Обеспечивает транспорт аминокислоты к рибосоме во время синтеза белка. Благодаря этому становится возможным соединение аминокислот друг с другом, образуется белок. тРНК имеет характерную форму клеверного листа.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. Нуклеиновые кислоты – это важнейшие биополимеры, определяющие основные свойства живого.

В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов, различающиеся по составу, строениями и функциями. Одна из них содержит углеводный компонент дезоксирибозу и названа дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Другая содержит рибозу (углеводный компонент) и названа рибонуклеиновой кислотой (РНК).

ДНК входят в состав ядер, есть в митохондриях, в пластидах, в центриолях.

РНК входит в состав ядрышек, рибосом и свободно находятся в цитоплазме (т-РНК).

ДНК – полимер, мономерами которого являются нуклеотиды – химические соединения трёх веществ: азотистого основания, углевода (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты.

Строение нуклеотида ДНК:

Азотистое ---------- Углевод (моносахарид) ------------ Остаток фосфорной
основание дезоксирибоза кислоты – H₂РO₄ -

Аденин ----------- адениловый нуклеотид;

Гуанин ------------ гуаниловый нуклеотид;

Цитозин ---------- цитидиловый нуклеотид;

Тимин (только в ДНК) ------------- тимидиловый нуклеотид

В состав ДНК входит четыре вида нуклеотидов, которые отличаются друг от друга своим азотистым основанием. Различают пуриновые основания (производные пурина) – аденин и гуанин. И пиримидиновые основания (производные пиримидина) – цитозин и тимин.

Нуклеотидный состав ДНК впервые количественно проанализировал американский биохимик Э. Чаргафф. Чаргафф обнаружил, что количество аденина равно количеству тимина, а гуанина – количеству цитозина.

Такая закономерность получила название правила Чаргаффа.

Нуклеотиды соединяются между собой в длинные цепи, через фосфатную группу образуется ковалентная связь между углеводом вышележащего нуклеотида с остатком фосфорной кислоты нижележащего нуклеотида.

В 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик выяснили, что молекула ДНК представляет собой структуру, состоящую из двух нитей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями.

Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью. Особенностью структуры ДНК является то, что против азотистого основания А в одной цепи лежит азотистое соединение Т в другой цепи, а против азотистого основания Ц всегда расположено азотистое основание Г. Причём между А одной цепи и Т в другой – образуется две Н-связи, а между Г и Ц – три. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется принципом комплементарности, т.о. принцип комплементарности – способность азотистых оснований образовывать друг с другом водородные связи.

Схематически строение молекулы ДНК можно изобразить так:

Н-связи

Остаток ------ Углевод ------ А Т ----- Углевод ----- Остаток

Н₃РО₄ Н₃РО₄

Остаток ------ Углевод ------ Г Ц ------ Углевод ------ Остаток

Н₃РО₄ Н₃РО₄

Остаток ------ Углевод ------- Ц Г ----- Углевод ------ Остаток

Остаток ------ Углевод ------- Т А ------ Углевод ------ Остаток

Свойство комплементарности лежит в основе редупликации (самоудвоения) молекулы ДНК.

Репликация (удвоение)

Под действием фермента дезоксирибонуклеазы (или хеликазы) двойная спираль ДНК начинает раскручиваться и выпрямляться на две одинаковые цепочки. К этим цепочкам подходят имеющиеся в ядре нуклеотида и, под действием фермента ДНК – полимеразы, из них собирается вторая цепочка

Хеликаза- фермент (разрушает H-связи)

ДНК – полимераза

(синтезирует новую цепь) Т – А – Т – А

Г – Ц – Г – Ц Ядро

Ц – Г– Ц ДНК – полимераза – фермент

(синтезирует новую цепь)

Сборка новой цепи идёт в точном соответствии с принципом комплементарности. В результате, вместо одной молекулы ДНК образуется две молекулы ДНК того же нуклеотидного состава.

Основные функции ДНК:

1. Хранение наследственной информации;

2. Постоянное самовоспроизведение (репликация);

3. Передача наследственной (генетической) информации в клетке.

РНК – рибонуклеиновая кислота.

РНК – полинуклеотид, но в отличие от ДНК – РНК – одноцепочная структура. РНК, как и ДНК строится из четырёх типов нуклеотидов, однако состав нуклеотидов несколько отличается (вместо тимина у ДНК в РНК присутствует близкий ему по строению - урацил, остальные три нуклеотида (аденин, гуанин, цитозин) – неизменны. Углевод в нуклеотидах РНК – рибоза.

Нуклеотид РНК:

Азотистое основание --------- Углевод (моносахарид) ---------- Остаток фосфорной
рибоза кислоты

Урацил (только в РНК)

Различают три типа РНК. Все они участвуют в биосинтезе белка, т.е. в реализации наследственной информации:

1. Информационная РНК (иРНК) – переносит информацию о первичной структуре белка из ядра в цитоплазму на рибосому.

2. Рибосомная РНК (рРНК) – входит в состав рибосом.

В клетке имеется столько же разных т-РНК, сколько кодонов, шифрующих аминокислоты. На вершине т-РНК имеется последовательность трёх нуклеотидов – антикодон, функция которого узнать свой кодон на и-РНК.

Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей.

Функция РНК – участвует в биосинтезе белка.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены ещё два остатка фосфорной кислоты. Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия, которая освобождается при отщеплении органического фосфата.

азотистое углевод – Р – О ~ Р – О ~ Р – ОН + H₂O

азотистое углевод – Р – О ~ Р – ОН + H₃PO₄ + энергия (30,6 кДж).

В этой реакции образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и выделяется энергия (30,6 кДж). При отщеплении ещё одного остатка фосфорной кислоты от АДФ, образуется АМФ (аденозинмонофосфорная кислота с выделением энергии):

Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, нервных импульсов, т.е. для всех процессов жизнедеятельности.

АТФ – универсальный биологический аккумулятор энергии. Световая энергия Солнца и энергия, заключённая в потребляемой пище, запасается в молекулах АТФ.

Основной синтез АТФ происходит в митохондриях: АДФ + H₃PO₄ + энергия → АТФ + H₂O

Нуклеиновые кислоты — это биополимеры, которые являются носителями генетической (наследственной) информации.

Эти вещества хранят в закодированном виде, воспроизводят и передают информацию о первичной структуре всех белков, необходимых данному организму.

Нуклеотид — это вещество, образованное из азотистого основания, моносахарида (пентозы) и остатка фосфорной кислоты.

В состав нуклеотидов может входить два вида пентоз — рибоза и дезоксирибоза. В РНК содержится рибоза, а в ДНК — дезоксирибоза.

Азотистых оснований обнаружено пять: аденин, тимин, цитозин, гуанин и урацил. В обеих нуклеиновых кислотах есть аденин, цитозин и гуанин. Четвёртое основание в молекулах ДНК — это тимин, а в РНК — урацил.

Нуклеотиды соединены в цепи за счёт связей между углеводом одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. Азотистые основания остаются сбоку от цепи.

Есть ешё одно отличие нуклеиновых кислот: молекулы РНК состоят из одной полинуклеотидной цепи, а молекулы ДНК — из двух.

В ДНК две цепи удерживаются вместе за счёт водородных связей между нуклеотидами аденином и тимином, цитозином и гуанином. Молекулы этих оснований соответствуют друг другу по размерам и расположению атомов. Такое соответствие называют комплементарностью. Между аденином и тимином образуется две водородные связи, а между цитозином и гуанином — три.

Двойная молекула ДНК закручивается в виде спирали. Один виток спирали состоит из \(10\) нуклеотидов и имеет длину \(0,34\) нм.

Особое строение нуклеиновых кислот встречается у вирусов — у них бывают одноцепочечные ДНК и двухцепочечные РНК.

В клетках присутствует три вида молекул РНК: информационные, или матричные (иРНК, или мРНК), рибосомные (рРНК) и транспортные (тРНК). Каждый вид РНК выполняет свою функцию в процессе синтеза белка.

Нуклеиновые кислоты открыты в \(1868\) году Ф. Мишером, а пространственное строение молекулы ДНК смоделировано Дж. Уотсоном и Ф. Криком в \(1953\) г.

Читайте также: