Химический состав

C, H, O, N, P, S.

С – атомы этого химического элемента способны образовывать прочные, сложные цепочки. Цепочки могут быть разными: по длине, по форме (линейные, разветвленные и кольцевые), по характеру связи (одинарные связи, двойные, тройные). Взаимное соответствие размеров и форм и расположение зарядов определяет углеродный скелет. Углеродный скелет подвижен. С-Н – связь ковалентно полярная. Э. о. не на столько сильно отличается, чтобы на атомах было сильные заряды. В подавляющем большинстве случаев углеводороды не относятся к биоорганическим молекулам. Биоорганические имеют сильные заряды. Исключение: этилен-фермент у некоторых растений.

Роль остальных элементов –сообщить нужный заряд.

 

Основные функциональные группы.

-ОН – гидроксильная.

С=О – карбонильная. Способна растворяться в воде (молекула).

- карбоксильная. Соединения в растворе приобретают ярко выраженный отрицательный заряд, легко диссоциируют.

- аминогруппа. Сильный положительный заряд.

-SH – способна отдавать огромное количество электронов в ходе ОВР.

-фосфатная. Легко диссоциирует в растворе. Соединения – кислоты.

Чем больше разных функциональных групп содержит молекула, тем более сложными являются ее химические свойства, а вместе с ними и выполняемые функции.

 

Основные классы неорганических соединений

I. Углеводы.

C_n(H₂O)_m дезоксирибоза в эту формулу не вписывается.

· Моносахариды – линейная цепочка (С₃ – С₇) – глюкоза, фруктоза, галактоза.

· Циклическая цепочка – дисахариды – сахароза, лактоза.

· Полисахариды, включая аминосахариды – целлюлоза, гликоген, хитин.

 

Чрезвычайного разнообразия форм нет.

 

Функции:

1. Энергетическая (глюкоза).

2. Запасающая (крахмал, гликоген).

3. Структурная=механическая=защитная. Элементы клеточных стенок – целлюлоза, хитин.

4. Структурная. Важные компоненты некоторых молекул – НК, АТФ, ГТФ.

5. В составе гликокаликса у животных.

 

II. Жиры.

В состав одной и той же молекулы жира входят остатки разных карбоновых кислот. Чем больше двойных связей, тем более жир жидкий. Карбоновые кислоты разделяют по количеству и расположению двойных связей и длине углеродного хвоста.

 

Функции:

1. Запасающая (желток яйца, оливки, облепиха).

2. Энергетическая

3. Теплоизоляция (обладают низкой теплопроводностью).

4. Механическая, защитная. Жиры – хорошие амортизаторы.

 

С учетом низкой плодовитости биологическая ценность каждой женщины значительно выше. В женском организме должно быть больше 15% жира от общего веса – лучшая защита.

 

Фосфолипиды.Вместо одного остатка карбоновой кислоты – радикал с фосфатной группой.

Могут быть комплексы фосфолипидов:

· Пленки

· Капли

· Двойной слой мембраны

 

III. Белки.

Самые сложные природные соединения.

R – могут различаться размерами, формами (линейная, разветвленная), зарядами (наличие или отсутствие заряда). При наличие заряда может варьироваться его знак и сила. Может быть от одного водорода до целых циклических структур.

АК сильно отличаются по порядку расположения зарядов, поэтому белки способны к очень сильному разнообразию химических свойств. Именно белки в любом живом организме являются главными молекулами.

 

Функции:

1. Ферментативная. Ферменты обеспечивают протекание строго одной реакции, или группы однотипных реакций.

2. Структурная. Важные элементы клеточных структур – мембран.

3. Рецепторная.

4. Транспортная (гемоглобин, мембранные белки).

5. Регуляторная.

6. Защитная (антитела, иммунитет).

7. Запасающая (семена бобовых, икра).

8. Гормональная (инсулин, глюкагон).

 

Структуры белка:

· Первичная.

· Вторичная: L-спирали, В-спирали.

· Третичная. Фундаментальная основа чувствительности.

· Четвертичная. Способность белков участвовать в сложнейших комплексах.

Принципиальная способность белков специфически изменять свою конфигурацию в ответ на определенные внешние воздействия является молекулярной основой всеобщего биологического смысла: чувствительность, раздражимость. Ни один белок ни в одном организме не может быть синтезирован в отсутствии информации о последовательности его АК. Говорим о белках, думаем о генах.

 

IV. Нуклеиновые кислоты.

Сложные полимеры, среди природных соединений самые крупные (длинные) молекулы. Мономеры – нуклеотиды. Нуклеотид – сложное образование, состоящее из трех компонентов:

· Остатка сахара (пентоза).

· Азотного основания.

· Остатка фосфорной кислоты.

 

Как правило, в состав полимерной нуклеиновой кислоты входят в цепь либо только рибоза, либо дезоксирибоза (имеем рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты).

 

Азотистое основание.

Плоские молекулы, обладающие системой сопряженных двойных связей, что придает молекуле жесткость (каркас). На этом каркасе имеются: С=О, N-Н – определенное распределение зарядов.

Нуклеотиды способны вступать во взаимодействие в достаточно строгом порядке (согласно притяжению слабых зарядов).

Азотистые основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G), цитозин (С).

 

Азотистые основания распадаются на два класса:

1. Аденин, гуанин – двойной гетероцикл (пирины).

2. Тимин, цитозин – один гетероцикл (пиримизины).

 

Кроме азотистого основания нуклеотиды друг от друга ничем не отличаются. Эти обозначения годятся и для нуклеотидов.