Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза) и дисахариды (сахароза, лактоза) — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеют сладкий вкус. Полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза) в воде растворимы плохо или не растворимы. Они образованы из моносахаридов, в частности из глюкозы, и при гидролизе образуют глюкозу.

В организме углеводы выполняют в основном строительную и энергетическую функции. Из целлюлозы состоит оболочка растительных клеток, моносахариды образуют комплексы с наружной клеточной мембраной, полисахарид хитин формирует покровы членистоногих и оболочку клеток грибов.

Среди органических веществ белки занимают одно из первых мест по значимости и разнообразию. Так, например, клетки животных наполовину состоят из белков, а количество их видов в одном организме может превышать 1 млн.

Очень разнообразны функции белков. Самой важной является ферментативная функция белков. Это биокатализаторы, которые ускоряют все химические реакции, протекающие в организме. Ни одна реакция в клетке не протекает без участия фермента.

Строительная функция заключается в том, что белки образуют мембранные структуры клеток; энергетическая — 1 г белка дает 17,6 кДж энергии; двигательная — сократительные белки входят в состав мышечных волокон, микротрубочек, ресничек, жгутиков и обеспечивают движение организма и клеток; транспортная — связывают и переносят вещества, например, гемоглобин переносит кислород; защитная — белки образуют антитела и антигены, защищающие организм от чужеродных белков бактерий и вирусов; регуляторная — белки-гормоны регулируют обмен веществ в организме, например, инсулин регулирует содержание глюкозы в крови и синтез гликогена.

Нуклеиновые кислоты — впервые были выделены из ядра. Встречаются два типа кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Это самые высокомолекулярные вещества в клетке, причем масса ДНК в несколько сот раз выше массы РНК.

Это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеотид состоит из остатка фосфорной кислоты, углевода рибозы (в РНК) или дезоксирибозы (в ДНК) и 4 азотистых оснований: аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и тимина (Т) в ДНК или урацила (У) в РНК. В нуклеотиде углевод соединен с фосфорной кислотой с одной стороны и азотистым основанием с другой. Количество нуклеотидов в цепи может достигать 30 000. Азотистые основания могут образовывать между собой водородные связи попарно. Причем, между аденином и тимином или урацилом образуются две связи (А=Т) или (А=У), а между цитозином и гуанином — три (Ц=Г). Парные азотистые основания, между которыми возникают водородные связи, называются комплементарными.

ДНК. Молекула ДНК состоит из двух поли-нуклеотидных цепей, соединенных друг с другом водородными связями, причем последовательность нуклеотидов в одной цепи комплементарна последовательности нуклеотидов в другой. Молекула ДНК имеет структуру двойной спирали.

В клетках молекулы ДНК находятся в ядре. Кроме того, специфические ДНК имеются в митохондриях и хлоропластах. Молекулы ДНК способны к самоудвоению — репликации. ДНК раскручиваются с одного конца, и на каждой цепи синтезируется новая цепь по принципу комплементарное™. Таким образом, в новых двух молекулах ДНК одна цепь остается исходной материнской, а вторая — новой дочерней.

ДНК в клетке выполняет исключительно важную функцию — хранение и передачу наследственной информации. Количество молекул ДНК и их нуклеотидная последовательность являются генетическим признаком вида и специфичны для каждого организма. В молекулах ДНК закодирована информация о первичной структуре белка. На матрице ДНК идет синтез молекул РНК.

РНК. Молекулы РНК состоят из одной поли-нуклеотидной цепи, которая может иметь спиральные участки, образовывать петли, приобретать различную конфигурацию также за счет водородных связей. В клетке РНК находится в ядре, цитоплазме, хлоропластах, митохондриях, рибосомах. Существует несколько видов РНК. Транспортная тРНК переносит аминокислоты к месту синтеза белка на рибосомы. Информационная иРНК переносит информацию о структуре белка от ДНК на рибосомы. Рибосом-ные рРНК строят тело рибосомы. Вирусные РНК — самые высокомолекулярные, несут информацию о структуре вирусов, являются его генетическим аппаратом.

АТФ — аденозинтрифосфат — нуклеотид, состоящий из рибозы, аденина и трех остатков фосфорной кислоты, между которыми имеются две макроэргические (высокоэнергетические) связи. Энергия простой связи — примерно 13,8 кДж/моль, а макроэргической — 30,6 кДж/моль.

Энергия в АТФ запасается в результате распада и окисления органических веществ. Клетка использует эту энергию в различных процессах: в биосинтезе собственных органических веществ, для движения, при делении, для передачи нервных импульсов и т. д. АТФ является ключевым веществом обменных процессов в клетке.

Прочие статьи:

Технология ферментных препаратов
Ферменты как биокатализаторы обладают рядом уникальных свойств, например, таких как высокая каталитическая активность и избирательность действия. В ряде случаев ферменты обладают абсолютной специфичностью, катализируя превращение только о ...

Аргументы против распространения генетически модифицированных продуктов.
Было уже много сказано о преимуществах ГМ продуктов. Казалось бы, найден способ избавить человечество от голода и нехватки вакцин, но так ли безопасен этот способ? Активисты, выступающие против разработок генной инженерии приводят следующ ...

Адаптивная ценность процесса структурной агрегации живых систем
Адаптивная ценность процесса структурной агрегации живых систем достигает своего максимума при переходе от монобионтов к метабионтам, т. е. на метабионтном уровне, сочетающем высокую функционально-структурную пластичность организменной си ...