Вуглеводи. Їхня будова властивості та функції.

Лекція № 3.

Тема: Єдність хімічного складу живих організмів. (продовження).

Мета: Ознайомити студентів із функціями, будовою та властивостями клітинних біополімерів.

Питання:

1. Органічні сполуки клітини та їх загальна характеристика.

2. Вуглеводи. Їхня будова, властивості та функції.

3. Ліпіди. Структура, властивості, функції.

4. Амінокислоти.

5. Білки. Рівні структурної організації та функції білків.

6. Нуклеїнові кислоти у живому організмі, їхні особливості.

1. Органічні речовини— це склад специфічні для організму сполуки головним елементом яких є Карбон. Власне між молекулами карбону утворюються стійкі вуглецеві зв'язки - вуглецеві скелети, до яких можуть приєднюватися інші групи атомів. З органічних речовин клітин складається майже вся її суха речовина. Різні клітини можуть значно відрізнятися одна від одної за вмістом органічних речовин. З органічних речовин клітин складається майже вся суха речовина клітин. Різні клітини можуть дуже відрізнятися одн а від одної за вмістом органічних речовин. У перерахунку на суху масу в клітині нараховується ліпідів — 5-15%, білків — 10-12%, вуглеводів -0,2-2%, нуклеїнових кислот -1-2% маси клітини.

Багатоманітність органічних речовин зумовлена не стільки відмінніссю атомів з яких вони побудовані, скільки різноманітністю порядку їхнього сполучення. Завдяки міцності ковалентних зв'язків існують і гігантські органічні молекули.

Біополімери — це органічні речовини, що утворилися поєднанням однакових за будовою (гомополімери), або різних (гетерополімери) мономерів. Вони становлять структурну основу клітин усіх організмів. Та відіграють першорядну роль у процесах їхньої життєдіяльності. До біополімерів належать білки, нуклеїнові кислоти та поліцукри.

Вуглеводи. Їхня будова властивості та функції.

Вуглеводи -органічні сполуки із змішаними функціями що складаються із карбону, оксисену та гідрогену та за хімічною природою є полігідроксиальдегами або кетонами – тобто вони мають кілька гідроксильних груп та одну карбонільну, або перетворюються у них при гідролізі. Більшість вуглеводія мають емпіричну формулу Сn(H2O)m звідки власне і походить їхня назва. Деякі групи вуглеводів у своєму складі можуть мати у своєму складі гідроген, сульфур та фосфор.Вуглеводи є складовою частиною клітин усіх живих організмів та одними із чотирьох найбільших класів біомолекул на ряду із білками, ліпідами та нуклеїновими кислотами.

Вуглеводи у живому організмі поділяються на три групи: моносахариди, Олігосахариди та полісахариди. Моносахариди називають простими цурками вони складаються лише з однієї кетонової одиниці що містить у переважній більшості від 3 до 9 атомів карбону. Саме моносахариди дуже часто виступають структурними компонентами складних речовин. У залежності віж кількості атомів карбону у молекулі вуглеводів вони поділяються на наступні групи: тріоди - містять 3 атоми карбону (піровиноградна та молочна кислота), тетрози - вуглеводи до складу молекули яких входять чотири атоми карбону, пентози - дуже поширена група вуглеводів у живому організмі, до даної групи входять рибоза та дезоксирибоза, які виступають структурними компонентами ДНК та РНК відповідно. Гексози - вуглеводи до складу яких входить 6 атомів карбону, найбільш поширеними та відомими є глюкоза, фруктоза, галактоза. Гептози - вуглеводи до складу яких входить 7 атомів вуглецю (еритроза, треоза).

Прості цукри об′єднуючись у короткі ланцюжки утворюють олігоцури найчастіше до їхнього складу входять дві молекули вуглеводів. Яскравими прикладами є цукроза, лактоза.

При утворенні довших ланцюжків формуються поліцукри, які можуть налічувати від декількох десятків до сотень залишків вуглеводів. Дуже часто поліцукри є загасаючою речовиною у різних груп організмів. Наприклад у рослинному організмі таким запасним полісахаридом є крохмаль, його особливо багато у бульбах картоплі, а у тваринному - глікоген, який накопичується у печінці. При нерегулярному харчуванні, або нестачі енергії у організмі відбувається розщеплення цього полісахариду у тваринному або людському організмі. При його розщепленні відбувається утворення значної кількості ацетону у організмі тому подих людини може мати легких запах ацетону. Ще одним дуже поширеним прикладом поліцукрів є хітин, що входить до складу організму комах. Саме до складу хітину входить азот. Даний полісахарид своєю структурою дуже нагадує целюлоз рослинних організмів. . Варто зазначити що целюлоза не може розщеплюватися у шлунково-кишковому тракті людей та більшості тварин, вона легко розщеплюється лише у організмі термітів, що мають специфічні бактерії.

— це сполуки в яких гідроген та оксиген перебувають у такому ж співвідношенні як і у воді. Велика кількість їх міститься у рослинних клітинах. Вони Велика кількість їх міститься у рослинних клітинах. Вони утворюються у рослинній клітині під впливом сонячної енергії з вуглекислослого газу та води і дають початок іншим органічним речовинам живих організмів. У біосфері вуглеводів більше ніж усіх інших речовин разом узятих. У деяких плодах, насінні, бульбах їхня кількість іноді становить 90%. У тваринних клітинах вуглеводів значно менше приблизно 5%.

Вуглеводи — це своєрідне паливо для живої клітини, при розщепленні 1 г, вуглеводів відбувається виділення 17,6 кДж енергії. Вони беруть участь у синтезі багатьох важливих для організму речовин: нуклеїнових кислот, білків, жирів. У надмембранних структурах тварин містяться олігоцукри, вони сполучаються з білками та ліпідами. Ці речовини забезпечують зчеплення між клітинами та виконують деякі інші функції. Вуглеводи входять до складу стінок клітин бактерій, грибів та сполучної тканини тваринних організмів. Беруть участь у змащенні суглобів та забезпечують розпізнавання та адгезію між клітинами. Вони можуть входити до великих комплексів з білками чи ліпідами утворюючи глюкокон′югати.

Вуглеводи є гідрофільними речовинами, вони легко взаємодіють та розчиняються у воді. Є додволі стійкими до впливу умов навколишнього середовища.