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:

Витамины
Кроме белков, жиров, углеводов, воды и минеральных солей, пища должна содержать особые органические соединения — витамины, активно участвующие во всех биохимических и физиологических процессах. Витамины оказывают сильное и специфическое в ...

Вредители овощных культур семейства луковых
Капустная совка. Повреждает капусту, горох, листья свеклы. У капусты повреждает листья и головки, проделывает в них ходы (туннели), заполненные экскрементами. У гороха и свеклы гусеницы повреждают листья, проделывая в них овальные отверст ...

Тепловая смерть Вселенной в научной картине Мира. Термодинамический парадокс
Термодинамический парадокс в космологии, сформулированный во второй половине ХIХ века, непрерывно будоражит с тех пор научное сообщество. Дело в том, что он затронул наиболее глубинные структуры научной картины мира. Хотя многочисленные п ...