Білки

Білки складають основну масу цитоплазми і ядра клітини.  До складу всіх білків входять атоми водню, кисню та азоту.  Багато білки входять атоми сірки, фосфору.  Кожна молекула білка складається з тисяч атомів, наприклад молекула білка гемоглобіну (C3832H4616О872N780S8Fe4) . 

Існує величезна кількість різних білків.  Всі вони побудовані із амінокислот.  Кожна амінокислота містить карбоксильную групу (СООН), що має кислотні властивості, і аміногрупу (NН2), що має основні властивості.  Ділянки молекул, які лежать поза аміно - і карбоксильної груп, якими відрізняються амінокислоти, називають радикалами (R). 

До числа найважливіших амінокислот відносять аланін, глутамінової та аспарагінову кислоти, пролін, лейцин, цистеїн.  З'єднання амінокислот один з одним називають пептидами.  Пептид з двох амінокислот називають дипептидом, з трьох амінокислот - трипептидом, з багатьох амінокислот - поліпептидом.  Таким чином, білки є полімерами, мономерами яких є амінокислоти.  До складу більшості білків входить 300 - 500 амінокислот, але є і більш великі білки, що складаються з 1500 і більше амінокислот. 

Білки відрізняються складом, кількістю і порядком чергування амінокислотних ланок у поліпептидного ланцюга.  Встановлено, що саме послідовність чергування амінокислот має першорядне значення в існуючому розмаїтті білків.  Багато молекули білків мають велику довжину і молекулярну масу.  Так, молекулярна маса інсуліну - 5700, гемоглобіну - 65 000, а води - 18. 

Поліпептидні ланцюги білків не завжди витягнуті в довжину.  Вони можуть скручуватися, згинатися або згортатися самим різним чином. 

Різноманітність фізичних і хімічних властивостей білків забезпечує виконання багатьох функцій: будівельну, ферментативну, рухову, транспортну, захисну, енергетичну. 

Вуглеводи - це складні органічні речовини, до складу яких входять атоми вуглецю, кисню і водню.  Загальна формула вуглеводів Сп(Н20)n, де n - не менше трьох.  Розрізняють прості і складні вуглеводи.  Прості вуглеводи називають моносахаридами.  Складні вуглеводи являють собою полімери, в яких моносахариди відіграють роль мономерів.  З двох мономерів утвориться дисахарид, з трьох - трисахарид, з багатьох - полісахарид.  Всі моносахариди - безбарвні речовини, добре розчинні у воді.  Найпоширеніші моносахариди в тваринній клітці - глюкоза, рибоза, дезоксирибоза. 

Глюкоза - первинне джерело енергії для клітини.  Піддаючись розщепленню, вона перетворюється в оксид вуглецю і воду (СО2+Н2О). 

В ході цієї реакції звільняється енергія (при розщепленні 1 г глюкози вивільняється 17,6 кДж енергії).  Рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот і аденозинтрифосфорної кислоти. 

Ліпіди утворені тими ж хімічними елементами, що і вуглеводи, - вуглецем, воднем і киснем.  Вони являють собою органічні речовини, нерозчинні у воді.  Найпоширеніші ліпіди - жири.  Жир - основне джерело енергії.  При його розщепленні виділяється в 2 рази більше енергії, ніж при розщепленні вуглеводів.  Ліпіди гідрофобні, вони входять до складу клітинних мембран. 

Нуклеїнові кислоти-ДНК і РНК.  Назва «нуклеїнові кислоти» походить від латинського слова «нуклеус», тобто ядро, де вони і були вперше виявлені.  Нуклеїнові кислоти є полинуклеотидами, тобто являють собою послідовно з'єднані один з одним нуклеотиди.  Нуклеотид - це хімічна сполука, що складається з однієї молекули фосфорнои кислоти, однієї молекули моносахариду і однієї молекули органічного підстави.  Органічні основи при взаємодії з кислотами можуть утворювати солі. 

Молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК. ) являє собою два ланцюги, спірально закручені один навколо іншого.  Кожна ланцюг - полімер, мономерами яких є нуклеотиди, до складу яких входять азотисті основи (аденін, тимін, гуанін, цитозин), вуглевод (дезоксирибоза) і фосфорна кислота. 

При утворенні подвійної спіралі комплементарні азотисті основи одного ланцюга «стикуються» з азотистими підставами іншого.  Підстави підходять один до одного настільки близько, що між ними виникають водневі зв'язки.  У полінуклеотидних ланцюгах ДНК кожні три наступні один за одним нуклеотиду складають триплет (сукупність з трьох компонентів).  Найвище число можливих триплетів 64, тобто 43. 

ДНК має унікальну властивість - здатність до подвоєння, яким не володіє жодна з інших відомих молекул.  В певні моменти ДНК може існувати у вигляді одноцепочной молекули.  При достатній набір нуклеотидів і в присутності спеціальних ферментів відбувається відтворення (освіта) відсутньої половини на основі принципу комплементарності (доповнення до наявної). 

Молекула рибонуклеїнової кислоти (РНК) також полімер, мономерами яких є нуклеотиди, до складу якої входять азотисті основи (аденін, урацил, гуанін, цитозин), вуглевод (рибоза) і фосфорна кислота.  РНК являє собою одноцепочную молекулу.  В РНК, так само як і в ДНК, комбінації з трьох нуклеотидів утворюють триплети, чи інформаційні одиниці.  Кожен триплет управляє включенням в білок певної амінокислоти. 

Найвище число можливих триплетів, так само як і в ДНК - 64. 

За виконуваними функціями виділяють кілька видів РНК: транспортна РНК (тРНК) в основному міститься в цитоплазмі клітини; рибосомна РНК (рРНК) становить істотну частину структури рибосом; інформаційна РНК (иРНК), або матрична (мРНК), міститься в ядрі і цитоплазмі клітини і переносить інформацію про структуру білка від ДНК до місця синтезу білка в рибосомах.  Всі види РНК синтезуються на ДНК, яка служить свого роду матрицею. 

Ферменти.  Реакції органічних сполук у клітинах і тканинах протікають з дуже низькою швидкістю.  В той же час жива клітина має особливі речовини для прискорення реакцій, які називаються ферментами.  Ферменти, що розщеплюють вуглеводи називають сахаразами, отщепляющие водень - дегидрогеназами, що розщеплюють жири - липазами.