Види органічних речовин - роль та будова

Органічні речовини - Це речовини, які входять до складу живих організмів і утворюються тільки за їх участі. Як правило, усі живі істоти містять органічні речовини. До органічних речовин належать білки, жири та вуглеводи, яких налічується близько 10 мільйонів.

Види органічних речовин, класифікація

Білки

Білки - Це будівельні блоки життя. Вони є життєво важливими для нашого існування і присутні в кожному організмі на Землі. Білки — найпоширеніші молекули, які у клітинах. Насправді вони становлять більше сухої речовини клітини, ніж жири, вуглеводи та інші молекули разом узяті. Білок складається з одного або декількох поліпептидних ланцюгів, і кожен поліпептидний ланцюг побудований з дрібніших молекул, званих «амінокислотами». Існує 20 амінокислот, які можуть бути організовані трильйонами різних способів для створення білків, що виконують величезну різноманітність функцій. Білки є найпоширенішими органічними компонентами людського організму та у багатьох відношеннях найважливішими. Вони становлять від 10 до 30% клітинної маси та є основними структурними матеріалами організму. Білки життєво важливі багатьох функцій організму. На поверхні клітин деякі білки з'єднуються з вуглеводами, перетворюючись на глікопротеїни. Вони дозволяють клітинам реагувати на певні молекули, які з ними. Білки включають біологічні каталізатори (ферменти), скорочувальні білки м'язів та гемоглобін крові.В організмі людини налічується понад 200 000 типів білків, повний набір яких відомий як протеом.

Всі білки містять атоми вуглецю, водню, кисню та азоту, а також невелику кількість сірки. Двадцять поширених амінокислот, як незамінних, і несуттєвих, становлять білки, що у організмі людини та більшості інших живих організмів. Амінокислоти є будівельними блоками білків, що складаються з двох основних груп: амінів та органічних кислот. Усі амінокислоти абсолютно однакові, крім однієї групи атомів, відомої як група SR амінокислоти. Білки бувають найрізноманітніших форм та виконують широкий спектр функцій. Приклади білків включають ферменти, антитіла та деякі гормони, що допомагають прискорити хімічні реакції, що захищають від хвороб та регулюють активність клітин. Білки також відіграють важливу роль у русі, структурній підтримці, зберіганні, комунікації між клітинами, травленні та транспортуванні речовин по організму. Існують моторні білки, такі як міозин та дінеїни. Вони мають здатність перетворювати хімічну енергію в рух.

Міозін - Це білок, що міститься в м'язах і викликає скорочення м'язових волокон у них. Дінеїни забезпечують енергію, що приводить у рух джгутики. Джгутики - це довгі тонкі структури, прикріплені зовні до певних клітин (таких, як сперматозоїди), які відповідають за їх рухливість.

Багато білків забезпечують структурну підтримку певним частинам організму.Кератин, наприклад, є білком, що міститься у зовнішніх шарах шкіри, робить шкіру міцним захисним шаром від зовнішнього світу. Кератин також є структурним білком, з якого складається волосся, роги та нігті. Клітини взаємодіють з навколишнім середовищем та іншими клітинами. Рецепторні білки в клітинній мембрані отримують сигнали ззовні клітини і передають повідомлення клітину.

Як тільки сигнал потрапляє всередину клітини, він зазвичай передається між кількома білками, перш ніж досягне кінцевого пункту призначення (найчастіше це теж білок).

Травлення також керується білками. Ферменти - Це білки, які стимулюють травлення, прискорюючи хімічні реакції. Травлення - це розщеплення їжі з великих нерозчинних молекул більш дрібні молекули, які можуть розчинятися у воді. Оскільки дрібніші молекули розчиняються у воді, вони можуть потрапляти в кров і транспортуватись по всьому організму.

• амілазу - фермент у слині, що розщеплює крохмаль на розчинні цукри;
• ліпазу - розщеплює жири та інші ліпіди;
• пепсин – розщеплює білки в їжі.

Жири

Жири нерозчинні у воді, але можуть розчинятися в інших ліпідах, оліях, ефірі, хлороформі чи спирті. Ліпіди включають безліч сполук, таких як тригліцериди, фосфоліпіди і стероїди, що виконують життєво важливі клітинні функції.

Жири є найпоширенішим типом ліпідів. Вони забезпечують приблизно вдвічі більше енергії, ніж вуглеводи. Ліпіди допомагають підтримувати температуру тіла. Подібно до вуглеводів, молекули жиру також містять вуглець, водень і кисень, але мають набагато менше атомів кисню, ніж вуглеводи. Деякі складні ліпіди також містять фосфор.

Жири – це тригліцерид (тип ліпіду), який зазвичай є твердим за кімнатної температури. Іншими типами ліпідів є жирні кислоти, гліцерин, гліцерофосфоліпід, сфінголіпід, стерол-ліпід.

За визначенням, ліпід є жирною або воскоподібною органічною сполукою, яка легко розчинна в неполярному розчиннику (наприклад, ефірі), але не в полярному розчиннику (воді).

У харчовій науці жир і ліпід вважаються однією і тією ж речовиною. Проте чи всі ліпіди є жирами. Олія також відрізняється від жиру, вона є одним із видів ліпідів. На відміну від жиру, олія не твердне при кімнатній температурі. Це відбувається тому, що олія складається з коротких або ненасичених ланцюгів жирних кислот, які при кімнатній температурі залишаються рідкими.

Жири служать засобом накопичення енергії для більшості еукаріотів, а також служать джерелом їжі. Вони мають найвищий потенціал накопичення енергії серед макроелементів і дуже хімічно стабільні, що робить їх ідеальними для зберігання енергії для подальшого використання.

Макроелементи відносяться не до розміру молекули, а до кількості, необхідної для життя. Вітаміни та мінерали вважаються мікроелементами.

Вуглеводи

Вуглеводи — це природні органічні сполуки, які у всіх клітинах живих організмів і виконують важливі функції.

Вони життєво важливі для життя на Землі та виконують цілу низку функцій, таких як забезпечення енергією та структурна підтримка. Вуглевод - це або цукор, або полімер цукрів. Полімер - це два або більше простих цукру, з'єднаних разом.

Вуглеводи - це молекули на основі вуглецю, в яких водень і кисень пов'язані ланцюжком атомів вуглецю.

Деякі з найбільш складних вуглеводів забезпечують структурну підтримку та захист. Клітини рослин та грибів мають клітинні стінки, що складаються з вуглеводів. Ці клітинні стінки забезпечують захист та підтримку клітини та всього організму.

Вуглеводи також беруть участь у міжклітинному розпізнаванні. Клітини мають вуглеводи на зовнішній поверхні своїх клітинних мембран, які діють як рецептори. Рецептори можуть взаємодіяти з вуглеводами на мембранах інших клітин та допомагати клітинам ідентифікувати один одного.

Вуглеводи забезпечують більшу частину енергії, необхідної клітинам організму, і допомагають будувати клітинні структури.

Нуклеїнові кислоти

Нуклеїнові кислоти — це біомолекули, які необхідні для кожної форми життя, яка є на землі. Вони присутні у всіх організмах, від дрібних вірусів та бактерій до великих та складних тварин, таких як люди та кити.

Термін "нуклеїнова кислота" використовується спільно для позначення ДНК та РНК. Розміри нуклеїнових кислот варіюються від невеликих біомолекул до великих біополімерів. Вони складаються з субодиниць, що повторюються, званих нуклеотидами.

Дві нуклеїнові кислоти розрізняються за своєю структурою, функціями, властивостями та розташуванням усередині клітини:

1. ДНК, також відома як дезоксирибонуклеїнова кислота, є найважливішою біологічною молекулою, присутньою в живих клітинах. Вся генетична інформація зберігається у клітині як ДНК. Подія ДНК присутня у всіх живих клітинах у тій чи іншій формі.

Біологічні функції ДНК полягають у наступному:

1. Генетична інформація упакована у клітинах у вигляді ДНК.
2. Вся структурна та функціональна інформація організму присутня у формі ДНК.
3. ДНК кодує синтез усіх типів білків.
4. Генетична інформація передається наступному поколінню клітин у вигляді ДНК.

2. РНК, також відома як рибонуклеїнова кислота, є другою за значимістю нуклеїновою кислотою, що є в живих організмах. Це полімер рибонуклеотидів, що містить рибозу як пентозний цукор.

У більшості живих клітин ДНК та РНК працюють спільно, виконуючи свої функції.

РНК також є майже у всіх живих клітинах. У бактерій він присутній у цитоплазмі клітини, а також у бактеріальних рибосомах. Ця кислота удосталь присутня в цитоплазмі у вільній формі та у складі рибосом. Вона синтезується у ядрі з ДНК у процесі транскрипції. Три типи РНК повністю відрізняються один від одного за структурою та функціями:

1. Інформаційна чи матрична (іРНК) - РНК служить посередником між ДНК та цитоплазмою. Він переносить генетичну інформацію для синтезу білка, що присутня в ДНК ядра, до рибосом у цитоплазмі клітини.
2. Транспортна (ТРНК) - цей тип РНК переносить амінокислоти в рибосоми, щоб їх можна було зібрати в білки. Інформація, що міститься в тРНК, перетворюється на амінокислотну послідовність за допомогою інформаційної РНК. Цей тип РНК зчитує код іРНК і переносить цю специфічну амінокислоту в рибосому, щоб її можна було включити в білки.
3. Рибосомальна (РРНК) - це найбільш поширена форма РНК, яка присутня в клітинах. Він є важливим компонентом рибосом, присутнім у бактеріальних та еукаріотичних клітинах.Усередині рибосом рРНК розпадається на дві субодиниці: велику рибосомну субодиницю та меншу рибосомну субодиницю. Структура цих двох субодиниць відрізняється у прокаріотів та еукаріотів.

Яку роль відіграють, основні функції

Органічні речовини виконують важливі функції в організмі:

1. Беруть участь у побудові клітин та тіл організмів (структурна та будівельна функція).
2. Є запасними речовинами (жири та вуглеводи).
3. Беруть участь у транспорті газів (гемоглобін).
4. Регулюють функції організму (гормони).
5. Відповідають за забарвлення та пігментацію (хлорофіл, антоціани, меланін).
6. Захисна (меланін, метилмеркаптан).
7. Беруть участь у фотосинтезі (хлорофіл).
8. Є ферментами (білки).
9. Несуть генетичну інформацію (нуклеїнові кислоти).
10. Енергетична функція (при окисненні органічних речовин виділяється енергія).
11. Двигуна (білки утворюють вії, джгутики, м'язи).

Таблиця з прикладами для 5 класу

§ 7. Органічні речовини. Загальна характеристика. Ліпіди

Органічні молекули складаються із вуглецю. Завдяки невеликій величині атома та чотирьом валентним електронам він здатний утворювати міцні ковалентні зв'язки вуглецевих скелетів та інших атомів. Ця дає можливість вуглецевим сполукам утворювати великі та складні молекули. Це й відрізняє їхню відмінність від неорганічних речовин.Серед органічних речовин розрізняють невеликі молекулярної маси молекули і макромолекули. Малі молекули є сполуками вуглецю з молекулярною масою від 100 до 100 і містять до 30 вуглецевих атомів. З таких молекул утворюються великі макромолекули, їх молекулярні маси можуть перевищувати 1000000.

Який зв'язок називають ковалентним?

Ковалентний зв'язок (від лат. co - «спільно» і vales - «має силу») - хімічний зв'язок, утворений перекриттям (узагальненням) пари валентних електронних хмар. Електронні хмари (електрони), що забезпечують зв'язок, називаються загальною електронною парою.

Які речовини називають органічними?

Клас хімічних сполук, до складу яких входить вуглець як основний елемент, і навіть кисень, азот, водень та інші. Органічні речовини входять до складу живих організмів.

Які продукти містять велику кількість жиру?

Насичені жири залишаються твердими за кімнатної температури. Їх у великій кількості містять:

– жирне м'ясо, особливо смажене;

– кокосова та пальмова олії;

Найбільш багаті на ненасичені жири:

– горіхи: кешью, арахіс (мононенасичені), волоські, мигдаль (поліненасичені);

– рослинні олії (соняшникова, лляна, рапсова, кукурудзяна (мононенасичені), оливкова, арахісова (поліненасичені)), а також продукти, з яких їх одержують (арахіс, оливки, соняшникове насіння та інше).

Питання для повторення та завдання

1. Які органічні речовини входять до складу клітин?

Органічні речовини - це складні вуглецевмісні сполуки. Органічні речовини живої природи надзвичайно різноманітні за своїми розмірами, будовою та функціями.Тому створити єдину класифікацію, яка б враховувала всі характерні особливості кожної сполуки, практично неможливо. Найбільш поширене поділ всіх органічних сполук на низькомолекулярні (амінокислоти, ліпіди, органічні кислоти та ін.) та високомолекулярні, або біополімери. Полімери - це молекули, що складаються з структурних одиниць, що повторюються, - мономерів. У свою чергу, всі біополімери поділяють на дві групи: гомополімери, побудовані з мономерів одного типу (наприклад, глікоген, крохмаль і целюлоза складаються з молекул глюкози), і гетерополімери, до складу яких входять мономери, що відрізняються один від одного (наприклад, білки складаються з 20 типів амінокислот, а нуклеїнові кислоти з 8 типів нуклеотидів: ДНК - із 4 типів, РНК - із 4 типів.

2. Що таке ліпіди? Опишіть їхній хімічний склад.

Серед низькомолекулярних органічних сполук, що входять до складу живих організмів, важливу роль відіграють ліпіди, до яких відносять жири, воски та різноманітні жироподібні речовини. Це гідрофобні сполуки, які не розчиняються у воді. Зазвичай загальний вміст ліпідів у клітині коливається не більше 5—15% від маси сухої речовини. Широко поширені в природі нейтральні жири, які є сполуками високомолекулярних жирних кислот і трихатомного спирту гліцерину (рис. 14). У цитоплазмі клітин нейтральні жири відкладаються як жирових крапель.

3. Яка роль ліпідів у забезпеченні життєдіяльності організму?

Жири є джерелом енергії. При окисленні 1 г жиру до вуглекислого газу та води виділяється 38,9 кДж енергії (при окисленні 1 г глюкози – всього 17 кДж). Жири є джерелом метаболічної води, з 1 г жиру утворюється 1,1 г води.Використовуючи свої жирові запаси, верблюди або суслики, що впадають в зимову сплячку, можуть обходитися без води тривалий час. Жири переважно відкладаються у клітинах жирової тканини. Ця тканина служить енергетичним депо організму, оберігає його від втрати тепла та виконує захисну функцію. У порожнині тіла між внутрішніми органами у хребетних тварин формуються пружні жирові прокладки, які захищають органи від пошкоджень, а підшкірна жирова клітковина створює теплоізоляційний шар.

4. У чому полягає біологічне значення жироподібних речовин?

Не менш важливе значення в організмі мають жироподібні речовини. Представники цієї групи – фосфоліпіди – формують основу всіх біологічних мембран. За своєю структурою фосфоліпіди подібні до жирів, але в їх молекулі один або два залишки жирних кислот заміщені залишком фосфорної кислоти. Важливу роль життєдіяльності всіх живих організмів, особливо тварин, грає жироподібне речовина — холестерин. У кірковому шарі надниркових залоз, у статевих залозах і в плаценті з нього утворюються стероїдні гормони (кортикостероїди та статеві гормони). У клітинах печінки із холестерину синтезуються жовчні кислоти, необхідні нормального перетравлення жирів. До жироподібних речовин відносять також жиророзчинні вітаміни А, D, E, K, які мають високу біологічну активність.

5. Згадайте з курсу «Людина та її здоров'я» функції вітамінів; симптоми їхньої недостатності.

6. Складіть схеми – класифікації органічних речовин. На основі яких критеріїв створено ваші схеми?

Подумайте! Згадайте!

1. Які ви знаєте біологічно активні речовини в організмі людини, які належать до групи ліпідів? Які їхні функції?

Стероїдні гормони (steroid hormones) [грец. stereos - твердий і eidos - вид; грец. hormao - наводжу в рух, спонукаю] - група фізіологічно активних речовин (статеві гормони, кортикостероїди, гормональна форма вітаміну D), що регулюють процеси життєдіяльності у тварин і людини. У хребетних стероїдні гормони синтезуються з холестерину) у корі надниркових залоз, клітинах Лейдіга сім'яників, у фолікулах та жовтому тілі яєчників, а також у плаценті. Стероїдні гормони містяться у складі ліпідних крапель у цитоплазмі у вільному вигляді. У зв'язку з високою ліпофільністю стероїдні гормони відносно легко дифундують через плазматичні мембрани в кров, а потім проникають у клітини-мішені. В організмі людини присутні шість стероїдних гормонів: прогестерон, кортизол, альдостерон, тестостерон, естрадіол та кальцитріол (застаріла назва кальциферол). За винятком кальцитріолу ці сполуки мають дуже короткий бічний ланцюг із двох вуглецевих атомів або не мають його зовсім. Стероїдні гормони, що виконують сигнальну функцію, трапляються також у рослин.

2. Поясніть, як восковий шар на поверхні листя бере участь у регуляції водного балансу рослин.

Рослини, що ростуть у посушливому кліматі, мають безліч пристроїв для виживання у несприятливих умовах. Це восковий наліт на листовій платівці деяких видів рослин. Блискуча поверхня великого сплощеного листя фікуса з сімейства Тутових має властивість відбивати сонячне світло. Сприяє скороченню втрат води листям у посушливих районах.

3. В організмі може існувати запас вітамінів.Подумайте, які вітаміни – жиророзчинні чи водорозчинні – можуть депонуватися у тканинах. Поясніть свою точку зору.

Тканини складаються з клітин, клітини на 80-90% складаються з води, водорозчинні вітаміни легко розчиняються у воді і депонуватися (накопичуватися) не змогли б, щоб вітаміни повинні бути жиророзчинними.

Органічні речовини живих систем

Органічні сполуки становлять у середньому 20—30% маси клітини живого організму.

У різні типи клітин входить неоднакова кількість органічних сполук. У рослинних клітинах переважають складні вуглеводи – полісахариди, у тварин – більше білків та жирів.

Амінокислоти, азотисті основи, ліпіди, вуглеводи і т. д. надходять у клітину разом з їжею або утворюються всередині її з попередників. Вони служать вихідними продуктами для синтезу ряду полімерів, необхідних клітині.

Білки, як правило, є потужними високоспецифічними ферментами та регулюють обмін речовин клітини.

Нуклеїнові кислоти служать зберігачами спадкової інформації. Крім того, нуклеїнові кислоти контролюють утворення відповідних білків-ферментів у потрібній кількості та у потрібний час.

Ліпіди

— так називають жири та жироподібні речовини (ліпоїди).

Розрізняють рослинні жири, що мають за кімнатної температури рідку консистенцію, і тварини — тверду.

Ліпіди входять до складу всіх плазматичних мембран. Вони виконують у клітині енергетичну роль, беруть активну участь у процесах метаболізму та розмноження клітини.

Вуглеводи

До складу вуглеводів входять вуглець, водень та кисень. Розрізняють такі вуглеводи.

• Моносахариди, або прості вуглеводи, які в залежності від вмісту атомів вуглецю мають назви тріози, пентози, гексоз тощо. буд. Пентози – рибоза та дезоксирибоза – входять до складу ДНК та РНК. Гексоза – глюкоза – служить основним джерелом енергії у клітині. Їх емпіричну формулу можна подати у вигляді Cn (H2O) n.
• Полісахариди - Полімери, мономерами яких служать моносахариди гексози. Найбільш відомими з дисахаридів (два мономери) є сахароза та лактоза. Найважливішими полісахаридами є крохмаль і глікоген, що є запасними речовинами клітин рослин і тварин, а також целюлоза — найважливіший структурний компонент рослинних клітин.

Рослини мають більшу різноманітність вуглеводів, ніж тварини, оскільки здатні синтезувати їх на світлі в процесі фотосинтезу. Найважливіші функції вуглеводів у клітині: енергетична, структурна та запасна.

Енергетична роль полягає в тому, що вуглеводи служать джерелом енергії в рослинних та тваринних клітинах; структурна - клітинна стінка у рослин майже повністю складається із полісахариду целюлози; запасаюча - крохмаль служить запасним продуктом рослин. Він накопичується в процесі фотосинтезу у вегетаційний період і у ряду рослин відкладається в бульбах, цибулинах і т.д. буд. У тваринних клітинах цю роль виконує глікоген, що відкладається переважно в печінці.

Білки

Серед органічних речовин клітини білки займають перше місце як за кількістю, так і за значенням. У тварин ними припадає близько 50% сухої маси клітини. У людини зустрічається близько 5 млн. типів білкових молекул, відмінних як друг від друга, а й від білків інших організмів. Незважаючи на таку різноманітність та складність будови, білки побудовані всього з 20 різних амінокислот.

Більш детально зупинимося на властивостях білків. Найважливішими з них є денатурація та ренатурація.

- Це втрата білковою молекулою своєї структурної організації. Денатурація може бути викликана зміною температури, зневодненням, опроміненням рентгенівськими променями та іншими впливами. На початку руйнується найслабша структура - четвертинна, потім - третинна, вторинна і за найжорсткіших умов - первинна.

Якщо зміна умов середовища не призводить до руйнування первинної структури молекули, то за відновлення нормальних умов середовища повністю відтворюється і структура білка. Такий процес називається Це властивість білків повністю відновлювати втрачену структуру широко використовується в медичній та харчовій промисловості для приготування деяких медичних препаратів, наприклад, антибіотиків, для отримання харчових концентратів, які зберігають тривалий час у висушеному вигляді свої поживні речовини. У деяких живих організмів звичайна часткова зворотна денатурація білків пов'язані з їх функціями (рухової, сигнальної, каталітичної та інших.). Процес руйнування первинної структури білка завжди незворотній і називається.

Хімічні та фізичні властивості білків дуже різноманітні: гідрофільні, гідрофобні; одні під дією чинників легко змінюють свою структуру, інші — дуже стійкі.Білки діляться на прості протеїни, що складаються тільки з залишків амінокислот, і складні протеїди, до складу яких, крім кислотних залишків амінокислот, входять і інші речовини небілкової природи (залишки фосфорної і нуклеїнової кислот, вуглеводів, ліпідів та ін.).

Білки виконують в організмі багато різноманітних функцій: будівельну (входять до складу різних структурних утворень); захисну (спеціальні білки - антитіла - здатні пов'язувати та знешкоджувати мікроорганізми та чужорідні білки) та ін. Крім цього, білки беруть участь у згортанні крові, запобігаючи сильним кровотечам, виконують регуляторну, сигнальну, рухову, енергетичну, транспортну функції (перенесення деяких речовин в організмі).

Винятково важливе значення має каталітична функція білків. Зупинимося на цій функції докладніше. Термін "каталіз" означає "розв'язування", "звільнення". Речовини, що відносяться до каталізаторів, прискорюють хімічні перетворення, причому склад самих каталізаторів після реакції залишається таким самим, яким був до реакції.

Ферменти

Всі ферменти, що виконують роль каталізаторів, - речовини білкової природи, вони прискорюють хімічні реакції, що протікають у клітині, у десятки та сотні тисяч разів. Каталітичну активність ферменту зумовлює не вся його молекула, а невелика її ділянка — активний центр, дія якого дуже специфічна. У одній молекулі ферменту може бути кілька активних центрів.

Одні молекули ферментів можуть складатися тільки з білка (наприклад, пепсин) однокомпонентні, або прості; інші містять два компоненти: білок (апофермент) та невелику органічну молекулу – кофермент. Встановлено, що як коферменти в клітині функціонують вітаміни.Якщо врахувати, що жодна реакція в клітині не може здійснюватися без участі ферментів, стає очевидним найважливіше значення, яке мають вітаміни для нормальної життєдіяльності клітини і всього організму. Відсутність вітамінів знижує активність тих ферментів, до складу яких вони входять.

Активність ферментів знаходиться у прямій залежності від дії цілого ряду факторів: температури, кислотності (pH середовища), а також від концентрації молекул субстрату (речовини, на яку вони діють), самих ферментів та коферментів (вітамінів та інших речовин, що входять до складу коферментів) .

Стимулювати або пригнічувати той чи інший ферментативний процес може дія різних біологічно активних речовин, таких як: гормони, лікарські препарати, стимулятори росту рослин, отруйні речовини та ін.

Вітаміни

- Біологічно активні низькомолекулярні органічні речовини - беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії в більшості випадків як компоненти ферментів.

Добова потреба людини у вітамінах складає міліграми, і навіть мікрограми.

Джерелом вітамінів для людини є продукти харчування, в основному рослинного походження, в деяких випадках - тварини (вітамін D, A). Деякі вітаміни синтезуються в організмі людини.

Нестача вітамінів викликає захворювання - гіповітаміноз, повна їхня відсутність - авітаміноз, а надлишок - гіпервітаміноз.

Гормони

- Речовини, що виробляються залозами внутрішньої секреції і деякими нервовими клітинами - нейрогормонами, Гормони здатні включатися в біохімічні реакції, регулюючи процеси метаболізму (обміну речовин та енергії).

Характерними рисами гормонів є:

1. висока біологічна активність;
2. висока специфічність (гормональні сигнали у «клітини-мішені»);
3. дистанційність дії (перенесення гормонів кров'ю на відстань до клітин-мішеней);
4. відносно невеликий час існування в організмі (кілька хвилин чи годин).

Гормоноподібні речовини (нейрогормони) синтезуються нервовими закінченнями. Нервові клітини синтезують ще нейромедіатори - речовини, що забезпечують передачу імпульсу клітин. Є гормони ліпоїдної природи - стероїди (статеві гормони). Координує роботу системи залоз внутрішньої секреції гіпоталамус.

Індивідуальне зростання рослин регулюється і координується фітогормонами, що діють як прискорювачі росту клітин, їх поділу (стимулюють поділ камбію та ін).

Алкалоїди

У рослин та деяких інших організмів виявлено ще одну групу біологічно активних речовин — алкалоїди. Ці органічні сполуки є отруйними для людини та тварин. Деякі з них мають наркотичну дію, оскільки містять нікотин, морфін та ін.

Алкалоїди виявлені приблизно у 2500 видів покритонасінних рослин, переважно з сімейств пасльонових, лілейних, макових, конопляних та інших. На думку ряду вчених, алкалоїди у рослин виконують захисну функцію — пристосування до захисту від поїдання тваринами. Алкалоїд колхіцин використовують у медицині, а також для експериментального мутагенезу.

Нуклеїнові кислоти

Подібно до білків, нуклеїнові кислоти є гетерополімерами. Їхні мономери нуклеотиди, з яких складаються молекули нуклеїнових кислот, різко відмінні від амінокислот. Існує 2 типи нуклеїнових кислот: ДНК (дезоксирибонуклеїнова) та РНК (рибонуклеїнова кислота).

— аденозинтрифосфорна кислота, нуклеотид, що складається з азотистої основи аденіну, вуглеводу рибози та трьох молекул фосфорної кислоти.

Структура нестійка, під впливом ферментів перетворюється на АДФ – аденозиндифосфорную кислоту (відщеплюється одна молекула фосфорної кислоти) із 40 кДж енергії. АТФ - єдине джерело енергії для всіх клітинних реакцій. Її перетворення відбувається за такою схемою:

Зупинимося докладніше на значенні нуклеїнових кислот, які у клітині виконують дуже важливі функції. Особливості хімічної будови нуклеїнових кислот забезпечують можливість зберігання, перенесення та передачі у спадок дочірнім клітинам інформації про структуру білкових молекул, які синтезуються у кожній тканині на певному етані індивідуального розвитку.

Оскільки більшість властивостей в організмі обумовлено білками, то зрозуміло, що стабільність нуклеїнових кислот є найважливішою умовою життєдіяльності клітин і цілих організмів. Будь-які зміни будови нуклеїнових кислот спричиняють зміни структури клітин або активності фізіологічних процесів у них, впливаючи, таким чином, на життєздатність. Вивчення структури нуклеїнових кислот, яку вперше встановили американський біолог Уотсон та англійський фізик Крик, має виключно важливе значення для успадкування ознак у організмів та закономірностей функціонування як окремих клітин, так і клітинних систем — тканин та органів.

Дослідженнями біохіміків встановлено, що біосинтез білків у живих організмах здійснюється під контролем нуклеїнових кислот.

Таким чином, нуклеїнові кислоти забезпечують стійке збереження спадкової інформації та контролюють утворення відповідних їм білків-ферментів, а білки-ферменти визначають основні особливості обміну речовин клітини. Все це дуже важливо для підтримки хімічної стабільності організмів, що має вирішальне значення для життя на Землі.

Запис опублікована в рубриці Загальна біологія речовина, життя, система. Додайте до закладок постійне посилання.