Биополимери. Въглехидрати, липиди. 2717
В допълнение към неорганичните вещества клетката включва и органични вещества: протеини, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини и нискомолекулни органични вещества.
Протеини 10-20% Вода 75-85%
Мазнини 1-5% Неорганични вещества 1,0-1,5%
Нуклеинови киселини 1-2%
Органични вещества с ниско молекулно тегло - 0,1-0,5%
Органичните вещества принадлежат към групата на полимерите. Прави се разлика между обикновени полимери и неправилни полимери. Важно място сред тях заемат въглехидратите, съединения, които включват въглеродни, кислородни и водородни атоми. Общата им формула е Cm(H2O)n, делят се на прости и сложни въглехидрати.
Простите въглехидрати се наричат монозахариди. В зависимост от броя на въглеродните атоми в монозахаридната молекула се различават: триози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), хексози (6С), хептози (7С). В природата най-разпространени са пентозите и хексозите. Най-важните от пентозите са дезоксирибозата и рибозата, които са част от ДНК, РНК и АТФ; от хексозите най-разпространени са глюкозата, фруктозата и галактозата (общата формула е C6H12O6).
Монозахаридите могат да бъдат представени под формата на a- и b-изомери. Хидроксилната група при първия въглероден атом може да бъде разположена както под равнината на пръстена (a-изомер), така и над него (b-изомер). Молекулите на нишестето се състоят от а-глюкозни остатъци, целулозата - от b-глюкозни остатъци.
Дезоксирибозата (C5H10O4) се различава от рибозата (C5H10O5) по това, че има водороден атом при втория въглероден атом, а не хидроксилна група като тази на рибозата.
Сложните въглехидрати се наричат въглехидрати, чиито молекули по време на хидролиза се разпадат до прости въглехидрати. Сред сложните въглехидрати се разграничават олигозахариди и полизахариди.
Олигозахаридите са сложни въглехидрати, съдържащи от 2 до 10 монозахаридни остатъка. INв зависимост от броя на монозахаридните остатъци, включени в молекулите на олигозахаридите, се разграничават дизахариди, тризахариди и др. Най-разпространени в природата са дизахаридите, чиито молекули са изградени от два монозахаридни остатъка - малтоза, състояща се от два а-глюкозни остатъка, млечна захар - лактоза и захар от цвекло (или тръстикова захар). Те се срещат в природата в свободна форма или като част от полизахариди.
Полизахаридите се образуват в резултат на реакции на поликондензация.
Свойствата на монозахаридите и олигозахаридите включват тяхната разтворимост във вода, сладък вкус. С увеличаване на броя на мономерните единици, разтворимостта намалява и сладкият вкус изчезва; полизахаридите са неразтворими във вода.
Функции.Най-важната функция на въглехидратите еенергийната, въглехидратите са основните източници на енергия в животинското тяло. При разделянето на 1 g въглехидрат се отделят 17,6 kJ, метаболитна вода и CO2.
Съхранителнатафункция се изразява в натрупването на нишесте от растителните клетки и гликоген от животинските клетки, които играят ролята на източници на глюкоза, като лесно я освобождават при необходимост.
Структурнафункция. Въглехидратите са част от клетъчните мембрани и клетъчните стени (целулозата е част от клетъчната стена на растенията, черупката на членестоногите се образува от хитин, различни олиго- и полизахариди образуват клетъчната стена на бактериите).
Комбинирайки се с липиди и протеини, те образуватгликолипидиигликопротеини.
Рибозата и дезоксирибозатаса част отнуклеотидните мономери.
ФункцияЗащита. Слузта, секретирана от различни жлези, е богата на въглехидрати и техните производни (например гликопротеини). Те предпазват хранопровода, червата, стомаха, бронхите от механични повреди,предотвратява навлизането на бактерии и вируси в тялото. Хепаринът предотвратява съсирването на кръвта при животни и хора.
Липидите са комбинирана група от органични съединения, които нямат една химична характеристика. Обединява ги фактът, че всички те са неразтворими във вода, но силно разтворими в органични разтворители (етер, хлороформ, бензин).Съдържат се във всички клетки на животни и растения. Съдържанието на липиди в клетките е 5-15% сухо тегло, но в мастната тъкан понякога може да достигне 90%.
В зависимост от структурните особености на молекулите биват: прости и сложни липиди. Мазнините са прости липиди. Те са част от човешкото тяло, животните, растенията, микробите, някои вируси. Съдържанието на мазнини в биологични обекти, тъкани и органи може да достигне 90%.
Мазнините (триглицеридите)са естери на висши мастни киселини и тривалентен алкохол - глицерин.
Восъци— група прости липиди, които са естери на висши мастни киселини и висши макромолекулни алкохоли.
Фосфолипидитеса естери на многовалентни алкохоли с висши мастни киселини, съдържащи остатък от фосфорна киселина. По правило фосфолипидната молекула има два остатъка от висша мастна киселина и един остатък от фосфорна киселина. Те присъстват във всички клетки на живите същества, като участват главно в образуването на клетъчните мембрани.
Гликолипидитеса вещества, образувани в резултат на комбинацията от липиди с въглехидрати. Те са локализирани главно върху външната повърхност на плазмената мембрана, където техните въглехидратни компоненти са сред другите въглехидрати на клетъчната повърхност.
Функции на липидите.Основната функция на липидите е енергийната. По време на разграждането на 1 g мазнина до CO2 и H20Отделят се 38,9 kJ. Структурни - липидите участват в образуването на клетъчните мембрани. Мембраните съдържат фосфолипиди, гликолипиди, липопротеини. Запасна функция - мазнините са резервно вещество на животните и растенията. Това е особено важно за животни, които спят зимен сън през студения сезон или правят дълги преходи през райони, където няма източници на храна (камили в пустинята). Семената на много растения съдържат мазнините, необходими за осигуряване на енергия на развиващото се растение. Терморегулиращи – добри топлоизолатори са поради лошата топлопроводимост. Защитно-механични - предпазват тялото от механични въздействия. Каталитичната функция е свързана с мастноразтворимите витамини (A, D, E, K). Самите витамини нямат каталитична активност, но те са част от много ензими, без тях тези ензими не могат да изпълняват своите функции. Източникът на метаболитна вода - един от продуктите на окисляването на мазнините е водата. Тази метаболитна вода е много важна за обитателите на пустинята. И така, мазнината, с която е пълна гърбицата на камилата, служи не само като резервен източник на енергия, но и като източник на вода (когато 1 кг мазнина се окислява, се освобождава 1,1 кг вода). И накрая, мастните резерви увеличават плаваемостта на водните животни.