Какъв прост въглехидрат служи като нишестен гликогенов мономер. Органична материя

Биология. Обща биология. Клас 10. Основно ниво Сивоглазов Владислав Иванович

8. Органична материя... Въглехидрати. Протеин

Помня!

Какви вещества се наричат биологични полимери?

Какво е значението на въглехидратите в природата?

Кои са протеините, които познавате? Какви функции изпълняват?

Въглехидрати (захари).Това е обширна група от естествени органични съединения... В животинските клетки въглехидратите съставляват не повече от 5% от сухата маса, а в някои растителни клетки (например бухалката или картофите) съдържанието им достига 90% от сухото вещество. Въглехидратите се класифицират в три основни класа: монозахариди, дизахариди и полизахариди.

Монозахаридирибозаи дезоксирибозаса част от нуклеинови киселини (фиг. 15). Глюкозаприсъства в клетките на всички организми и е един от основните източници на енергия за животните. Широко разпространен в природата фруктоза- плодова захар, която е значително по-сладка от другите захари. Този монозахарид придава сладък вкус на засаждане на плодове и мед.

Ако два монозахарида се комбинират в една молекула, такова съединение се нарича дизахарид ... Най-разпространеният дизахарид в природата е захароза, или тръстикова захар, - се състои от глюкоза и фруктоза (фиг. 16). Получава се от захарна тръстика или захарно цвекло. Именно тя е самата захар, която купуваме в магазина.

Сложни въглехидрати - полизахариди състоящи се от прости захари изпълняват няколко важни функции в организма (фиг. 17). Нишестеза растения и гликогенза животните и гъбите са резерв от хранителни вещества и енергия.

Фиг. 15. Структурни формули на монозахариди

Фиг. 16. Структурна формула на захароза (дизахарид)

Фиг. 17. Структурата на полизахаридите

Нишестето се съхранява в растителните клетки под формата на така наречените нишестени зърна. Най-вече се отлага в картофени клубени и семена от бобови и зърнени култури. Гликогенът при гръбначните животни се намира главно в чернодробните клетки и мускулите. Нишестето, гликогенът и целулозата се изграждат от молекулите на глюкозата.

Целулозаи хитинизпълняват структурни и защитни функции в организмите. Целулозата или фибрите образуват стените на растителните клетки. От обща масатой се нарежда на първо място на Земята сред всички органични съединения. По своята структура хитинът е много близък до целулозата, която формира основата на външния скелет на членестоногите и е част от клетъчната стена на гъбичките.

Протеини (полипептиди).Протеините са едно от най-важните органични съединения в природата. Всяка жива клетка съдържа повече от хиляда вида протеинови молекули едновременно. И всеки протеин има своя специална, само присъща функция. Основната им роля сложни веществасе досещат в началото на ХХ век, поради което са получили името протеини(от гръцки. протос- първо). В различни клетки протеините представляват 50 до 80% от сухата маса.

Протеинова структура ... Дългите протеинови вериги са изградени само от 20 различни видовеаминокиселини, които имат общ структурен план, но се различават една от друга по структурата на радикала (R) (фиг. 18). Когато се комбинират, аминокиселинните молекули образуват така наречените пептидни връзки (фиг. 19).

Фиг. 18. Обща структурна формула на аминокиселините, съставляващи протеини

Фиг. 19. Образуване на пептидна връзка между две аминокиселини

Двете полипептидни вериги, които изграждат панкреатичния хормон, инсулин, съдържат 21 и 30 аминокиселинни остатъка. Това са едни от най-кратките „думи“ в протеиновия „език“. Миоглобинът, протеин, който свързва кислорода в мускулната тъкан, се състои от 153 аминокиселини. Колагенов протеин, който формира основата на колагеновите влакна съединителната тъкани осигуряващ своята здравина, се състои от три полипептидни вериги, всяка от които съдържа около 1000 аминокиселинни остатъка.

Последователното подреждане на аминокиселинните остатъци, свързани с пептидни връзки, е първична структурапротеин и е линейна молекула (фиг. 20). Извивайки се под формата на спирала, протеиновата нишка придобива повече високо нивоорганизации - вторична структура... И накрая, спиралата на полипептида се сгъва, за да образува топче (глобула). Точно такъв третична структурапротеин и е неговата биологично активна формас индивидуална специфичност. Въпреки това, за редица протеини третичната структура не е окончателна.

Може да съществува четвъртична структура -комбиниране на няколко протеинови глобули в един работен комплекс. Например, сложна молекула на хемоглобина се състои от четири полипептида и само в тази форма тя може да изпълнява своята функция.

Протеинови функции ... Огромното разнообразие от протеинови молекули предполага също толкова голямо разнообразие от техните функции (фиг. 21, 22). Около 10 хиляди протеини ензимислужат като катализатори химична реакция... Те осигуряват координирана работа на биохимичния ансамбъл от клетки на живи организми, ускорявайки многократно скоростта на химичните реакции.

Фиг. 20. Структурата на белтъчната молекула: А - първична; B - вторичен; B - третичен; G - кватернерна структура

Втората по големина група протеини се представя структурнаи моторфункции. Протеините участват в образуването на всички мембрани и органели на клетката. Колагенът е част от междуклетъчното вещество на съединителната и костната тъкан, а основният компонент на косата, рогата и перата, ноктите и копитата е протеинът кератин. Съкратителната функция на мускулите се осигурява от актин и миозин.

Транспортпротеините се свързват и прехвърлят различни веществакакто вътре в клетката, така и в цялото тяло.

Протеини хормониосигуряват регулаторна функция.

Например растежният хормон, произведен от хипофизната жлеза, регулира общия метаболизъм и влияе върху растежа. Липсата или излишъкът от този хормон в детска възраст води, съответно, до развитие на нанизъм или гигантизъм.

Фиг. 21. Основните групи протеини

Изключително важно защитенфункция на протеините. Когато чужди протеини, вируси или бактерии попаднат в човешкото тяло, имуноглобулините - защитни протеини - се застъпват за защита. Фибриногенът и протромбинът осигуряват съсирването на кръвта, предпазвайки тялото от загуба на кръв. Протеините също имат малко по-различен вид защитна функция. Много членестоноги, риби, змии и други животни отделят токсини - силни отрови с протеинов характер. Най-силните микробни токсини, като ботулин, дифтерия и холера, също са протеини.

Когато в организма на животните има недостиг на храна, започва активно разграждане на протеините до крайни продукти и по този начин се реализира енергиченфункцията на тези полимери. При пълното разграждане на 1 g протеин се отделят 17,6 kJ енергия.

Фиг. 22. Синтезираните протеини или остават в клетката за вътреклетъчна употреба, или се екскретират за употреба на нивото на тялото

Фиг. 23. Денатурация на протеини

Денатурация и ренатурация на протеини.Денатурация -това е загубата на неговата протеинова молекула структурна организация: кватернерни, третични, вторични и при по-строги условия - и първична структура (фиг. 23). В резултат на денатурацията протеинът губи способността си да изпълнява функцията си. Денатурацията може да бъде причинена от топлина, ултравиолетово лъчение, действие силни киселинии основи, тежки метали и органични разтворители.

Дезинфекционното свойство на етиловия алкохол се основава на способността му да предизвиква денатурация на бактериални протеини, което води до смъртта на микроорганизмите.

Денатурацията може да бъде обратима и необратима, частична или пълна. Понякога, ако ефектът от денатуриращите фактори не е бил твърде силен и не е настъпило разрушаването на първичната структура на молекулата, при благоприятни условия денатурираният протеин отново може да възстанови триизмерната си форма. Този процес се нарича ренатурацияи той убедително доказва зависимостта на третичната структура на протеина от последователността на аминокиселинните остатъци, т.е. от неговата първична структура.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Какви химични съединения се наричат въглехидрати?

2. Какво представляват моно- и дизахаридите? Дай примери.

3. Какви прости въглехидрати служат като мономер на нишесте, гликоген, целулоза?

4. От какви органични съединения са изградени протеините?

5. Как се формират вторичните и третичните протеинови структури?

6. Какви са функциите на протеините, които са ви известни? Как можете да обясните съществуващото разнообразие от функции на протеините?

7. Какво е денатурация на протеини? Какво може да причини денатурация?

Мисля! Изпълни!

1. Използвайки знанията, получени от изучаването на растителната биология, обяснете защо растителните организми имат значително повече въглехидрати от животните.

2. До какви заболявания може да доведе нарушението на превръщането на въглехидратите в човешкото тяло?

3. Известно е, че ако в диетата няма протеин, дори въпреки достатъчното калорично съдържание на храната, животните спират да растат, съставът на кръвта се променя и възникват други патологични явления. Каква е причината за подобни нарушения?

4. Обяснете трудностите при трансплантацията на органи въз основа на знанието за специфичността на протеиновите молекули във всеки организъм.

Работа с компютър

Обърнете се към електронното приложение. Изучете материала и изпълнете задачите.

Открийте повече

Към днешна дата са изолирани и изследвани повече от хиляда ензими, всеки от които е способен да повлияе на скоростта на определена биохимична реакция.

Молекулите на някои ензими са съставени само от протеини, други включват протеин и непротеиново съединение или коензим. Различни вещества действат като коензими, като правило витамини и неорганични - йони на различни метали.

По правило ензимите са строго специфични, т.е.ускоряват само определени реакции, въпреки че има ензими, които катализират няколко реакции. Тази селективност на действието на ензимите е свързана с тяхната структура. Активността на ензима се определя не от цялата му молекула, а от определено място, което се нарича активен център на ензима. Форма и химическа структураактивният център са такива, че само определени молекули, които са подходящи за ензима, като ключ към ключалката, могат да се свържат с него. Веществото, с което се свързва ензимът, се нарича субстрат. Понякога една ензимна молекула има няколко активни центъра, което, естествено, допълнително ускорява скоростта на катализирания биохимичен процес.

На последен етапПри химична реакция ензимно-субстратният комплекс се разлага на крайни продукти и свободен ензим. Освободеният активен център на ензима отново може да приема нови молекули на субстратното вещество (фиг. 24).

Фиг. 24. Диаграма на образуването на комплекс "ензим - субстрат"

Повторете и запомнете!

Човек

Метаболизъм на въглехидратите.Въглехидратите попадат в организма под формата на различни съединения: нишесте, гликоген, захароза, фруктоза, глюкоза. Сложните въглехидрати започват да се усвояват вече в устата. В дванадесетопръстника те най-накрая се разграждат - до глюкоза и други прости въглехидрати. В тънките черва простите въглехидрати се абсорбират в кръвта и се изпращат в черния дроб. Тук излишните въглехидрати се задържат и се превръщат в гликоген, а останалата част от глюкозата се разпределя между всички клетки на тялото. В организма глюкозата е преди всичко източник на енергия. Разграждането на 1 g глюкоза е придружено от отделянето на 17,6 kJ (4,2 kcal) енергия. Продуктите от разграждането на въглехидратите (въглероден диоксид и вода) се екскретират през белите дробове или с урината. Основната роля в регулирането на концентрацията на глюкоза в кръвта принадлежи на хормоните на панкреаса и надбъбречните жлези.

Повечето въглехидрати се намират в растителните храни. Обикновено човешката храна съдържа въглехидрати като нишесте, захар от цвекло (захароза) и плодова захар. Различни зърнени култури, хляб, картофи са особено богати на нишесте. Плодовата захар е много полезна, лесно се усвоява от организма. Тази захар изобилства от мед, плодове и плодове. Възрастният трябва да приема поне 150 г въглехидрати на ден с храната. Когато извършвате физически взискателна работа, тази сума трябва да се увеличи с 1,5–2 пъти. От гледна точка на метаболитните процеси, въвеждането на полизахариди в организма е по-рационално от моно- и дизахаридите. Всъщност относително бавното разграждане на нишестето в храносмилателната система води до постепенно освобождаване на глюкоза в кръвта. В случай на преяждане със сладкиши, концентрацията на глюкоза в кръвта се повишава рязко, рязко, което се отразява негативно на работата на много органи (включително панкреаса).

Протеинов метаболизъм.Попадайки в тялото, хранителните протеини под действието на ензими се разграждат в стомашно-чревния тракт до отделни аминокиселини и под тази форма се абсорбират в кръвта. Основната функция на тези аминокиселини е пластмасата, тоест всички протеини на нашето тяло са изградени от тях. По-рядко протеините се използват като енергийни източници: при разграждането на 1 g се отделят 17,6 kJ (4,2 kcal). Аминокиселините, изграждащи протеините на нашето тяло, се делят на несъществени и незаменими. Сменяемааминокиселините могат да се синтезират в нашето тяло от други аминокиселини, доставяни с храната. Те включват глицин, серин и други. Въпреки това, много от аминокиселините, от които се нуждаем, не се синтезират в нашето тяло и следователно трябва постоянно да навлизат в тялото като част от хранителните протеини. Тези аминокиселини се наричат незаменим... Сред тях например валин, метионин, левцин, лизин и някои други. В случай на дефицит на незаменими аминокиселини настъпва състояние на „протеинов глад“, което води до забавяне на растежа на тялото, влошаване на процесите на самообновяване на клетките и тъканите. Наричат се диетични протеини, съдържащи всички аминокиселини, необходими на човек пълноправен... Те включват животински и някои растителни протеини (бобови растения). Наричат се диетични протеини, в които липсват есенциални аминокиселини по-нисък(например протеини от царевица, ечемик, пшеница).

Повечето храни съдържат протеини. Месото, рибата, сиренето, изварата, яйцата, грахът, ядките са богати на протеини. Животинските протеини са особено важни за младото растящо тяло. Липсата на пълноценни протеини в храната води до забавяне на растежа. Човек трябва да яде 100–120 g протеин на ден.

При разграждане аминокиселините образуват вода, въглероден диоксид и токсичен амоняк, който се превръща в урея в черния дроб. Крайните продукти на белтъчния метаболизъм се отделят от тялото с урината, след това и с издишания въздух.

Този текст е уводен фрагмент.От книгата За произхода на видовете чрез естествен подбор или опазване на облагодетелствани породи в борбата за живот от Дарвин Чарлз

Относно естеството на връзката, която свързва органичните същества. Тъй като модифицираните потомци на доминиращи видове, принадлежащи към обширни родове, са склонни да наследяват предимствата, които правят групите, към които принадлежат, обширни и техните предци доминиращи, тогава тези

От книгата Започнете всеки, само НЕ крокодил! автор Орсаг Михай

Но какво ще кажете за катеричките? През шейсетте години многократно се опитвах да вкарам катерици в къщата, но всеки такъв опит завършваше по най-тъжния начин. След известно време катериците отслабнаха, отнеха им задните крайници и нещастните животни умряха в конвулсии. Отначало аз

От книгата Най-новата книга с факти. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и други науки за земята. Биология и медицина] автора

От книгата Диагностика и корекция на ненормално поведение при кучета автора Николская Анастасия Всеволодовна

3.1. Органични лезии на централната нервна система Като част от онтогенетичния подход към причините за поведенчески разстройства, трябва да се отбележи, че органичните лезии на централната нервна система могат да бъдат причинени от неправилна бременност, трудно раждане, усложнено раждане

От книгата Кризата на аграрната цивилизация и генетично модифицирани организми автора Глазко Валери Иванович

ГМ растения с даденост химичен състави структурата на молекулите (аминокиселини, протеини, въглехидрати) Основният закон за рационалното хранене диктува необходимостта от съответствие на нивата на енергиен прием и разход. Намаляване на консумацията на енергия модерен човекводи до

От книгата Биология [ Пълна справказа подготовка за изпита] автора Лернер Георги Исаакович

От книгата Най-новата книга с факти. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и други науки за земята. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Какво представляват въглехидратите, защо тялото се нуждае от тях и какви храни се съдържат? Въглехидратите (захарите) са голяма група от природни съединения, чиято химическа структура често съответства обща формула Cm (H2O) n (т.е. въглерод плюс вода, откъдето идва и името). Въглехидратите са

От книгата Гени и развитието на тялото автора Нейфах Александър Александрович

2. Хроматинови протеини Вече знаем, че хроматинът се състои от ДНК и хистони в еднакво тегло и нехистонови протеини (NGP), които в неактивните области на хромозомата са само 0,2 теглото на ДНК, а в активните области - повече от 1,2 ( средно NBH е по-малка от ДНК). Ние също знаем, че хистони

От книгата Биология. Обща биология. Клас 10. Основно ниво на автора Сивоглазов Владислав Иванович

7. Органична материя. основни характеристики... Липиди Не забравяйте! Каква е особеността на структурата на въглеродния атом? Каква връзка се нарича ковалентна? Какви вещества се наричат органични? Какви храни съдържат голямо количество мазнини? Общи характеристики

От книгата Антропология и концепциите на биологията автора Курчанов Николай Анатолиевич

9. Органична материя. Нуклеинови киселини Не забравяйте! Защо нуклеиновите киселини се наричат хетерополимери? Какво е мономер на нуклеиновите киселини? Какви функции на нуклеиновите киселини знаете? Какви свойства на живите същества се определят директно от структурата и

От книга Биологична химия автора Лелевич Владимир Валерианович

2.1. Органични съединения в живите организми Органичните съединения са характерни само за живите организми. Можем да кажем, че животът на Земята е изграден на основата на въглерод, който притежава редица уникални свойства. От съществено значение за изпълнение на роля

От книгата на автора

Въглехидрати Въглехидратите са най-разпространената група органични вещества в природата. Основната им функция е енергията. Всички въглехидрати съдържат хидроксилни групи (-OH) заедно с алдехидна или кето група. Има три групи въглехидрати (Таблица 2.1).

От книгата на автора

Протеини Протеините са от първостепенно значение в живота на организмите. Огромното разнообразие от живи същества до голяма степен се определя от разликите в състава на протеините в тялото им. Например, повече от 5 милиона от тях са известни в човешкото тяло. Протеините са полимери,

От книгата на автора

Протеини Хранителната стойност на протеина се осигурява от наличието на основни аминокиселини, чиито въглеводородни скелети не могат да бъдат синтезирани в човешкото тяло и съответно трябва да бъдат снабдени с храна. Те са и основните източници на азот. Ежедневно

От книгата на автора

Въглехидрати Основните хранителни въглехидрати са монозахариди, олигозахариди и полизахариди, които трябва да се доставят в количество от 400-500 g на ден. Въглехидратите в храната са основният енергиен материал на клетката, осигурявайки 60–70% от дневната консумация на енергия. За размяна

От книгата на автора

Глава 16. Въглехидрати в тъканите и храната - метаболизъм и функции Въглехидратите са част от живите организми и заедно с протеините, липидите и нуклеиновите киселини определят специфичността на тяхната структура и функциониране. Въглехидратите участват в много метаболитни процеси, но преди

Отговорете на следните въпроси: Кои клетъчни органели изпълняват храносмилателната функция в протозоите? Коя е най-простата „клетъчна уста“? Какъв вид

характерни ли са органелите за движение за саркодовете? Назовете устройството, с което носят едноклетъчни животни неблагоприятни условия... Кои протозойни тела са образували варовикови отлагания морско дъно?

... Химични елементи, които изграждат въглеродни атоми 21. Броят на молекулите в монозахаридите 22. Броят на мономерите в полизахаридите 23. Глюкоза, фруктоза,

галактоза, рибоза и дезоксирибоза принадлежат към тип 24. Полизахаридният мономер 25. Нишестето, хитинът, целулозата, гликогенът принадлежат към група 26. Съхранение на въглерод в растенията 27. Съхранение на въглерод при животните 28. Структурен въглерод в растенията 29. Структурен въглерод при животните 30. Молекулите се състоят от глицерин и мастни киселини 31. Най-енергийно интензивното органично хранително вещество 32. Количеството енергия, освободено по време на разграждането на протеините 33. Количеството енергия, отделено по време на разграждането на мазнините 34. Количеството енергия, отделено по време разграждане на въглерод 35. Вместо една от мастните киселини фосфорната киселина участва в образуването на молекула 36. Фосфолипидите са част от 37. Протеините са мономери 38. В протеините има 39 вида аминокиселини. Протеините са катализатори 40. Разнообразие от протеинови молекули 41. В допълнение към ензимната, една от най-важните функции на протеините 42. Тези органични вещества в клетката най-вече 43. По вида на веществата ензимите са 44. Мономер на нуклеиновите киселини 45. ДНК нуклеотидите могат да се различават само 46. Общо вещество ДНК и РНК нуклеотиди 47. Въглехидрати в ДНК нуклеотиди 48. Въглехидрати в РНК нуклеотиди 49. Само ДНК се характеризира с азотна основа 50. Само РНК се характеризира с азотна основа 51. Двуверижна нуклеинова киселина 52. Едноверижна нуклеинова киселина 53. Видове химическа връзкамежду нуклеотиди в една ДНК верига 54. Видове химически връзки между ДНК вериги 55. Двойна водородна връзка в ДНК възниква между 56. Аденинът е допълващ 57. Гуанинът е допълващ 58. Хромозомите се състоят от 59. Има общо 60 вида РНК. В клетката има 61 РНК.Ролята на АТФ молекулата 62. Азотната основа в АТФ молекулата 63. Типът въглехидрати АТФ

Молекулярно ниво "9 клас

1. Как се нарича органични вещества вмолекулите на които съдържат атоми C, O, H, изпълняващи енергийна и изграждаща функция?
А-нуклеинова киселина В-протеин
B-въглехидрати G-ATP
2. Какви въглехидрати са полимерите?
A-монозахариди B-дизахариди B-полизахариди
3. Групата на монозахаридите включва:
A-глюкоза B-захароза B-целулоза
4. Кои въглехидрати са неразтворими във вода?
A-глюкоза, фруктоза B-нишесте B-рибоза, дезоксирибоза
5. Образуват се мастни молекули:
A - от глицерин, висши карбоксилни киселини B - от глюкоза
B-на аминокиселини, вода D-на етилов алкохол, висши карбоксилни киселини
6. Мазнините изпълняват функцията в клетката:
A-транспорт B-енергия
B-каталитична G-информация
7. Какви съединения по отношение на водата са липидите?
A-хидрофилен B-хидрофоб
8. Какво е значението на мазнините при животните?
A-структура на мембраните B-регулиране на топлината
B-източник на енергия D-източник на вода D-всичко по-горе
9. Протеиновите мономери са:
A-нуклеотиди B-аминокиселини B-глюкоза D-мазнини
10. Най-важната органична материя, която е част от клетките на всички царства на живата природа, която има първична линейна конфигурация, включва:
A-към полизахариди B-към липиди
B-c ATP G-c полипептиди
2. Напишете функциите на протеините, дайте примери.
3. Задача: По ДНК веригата AATGTSGATGCTTAGTTTAGG е необходимо да се завърши комплементарната верига и да се определи дължината на ДНК

Опция 1

1. Дайте дефиниция на термина) хидрофилни вещества б) полимер в) редупликация
2. Кои от изброените вещества са хетерополимери: а) инсулин б) нишесте в) РНК
3. Премахнете ненужните елементи от списъка: C, Zn, O, N, H. Обяснете своя избор.
4. Установете съответствие между веществата и техните функции Вещества: Функции: а) протеини 1. двигател б) въглехидрати 2. снабдяване с храна. вещества 3.транспорт 4.регулиращ
5. Дава се една ДНК верига AAC-GCT-TAG-TGG. Изградете допълващо второ направление.6. Изберете правилния отговор: 1) Протеиновият мономер е а) нуклеотид б) аминокиселина в) глюкоза г) глицерин 2) Нишестеният мономер е а) нуклеотид б) аминокиселина в) глюкоза г) глицерин 3) Протеини, които регулират скоростта и посоката на химичните реакции в клетката а) хормони б) ензими в) витамини г) протеини

Помня!

Какви вещества се наричат биологични полимери?

Какво е значението на въглехидратите в природата?

Кои са протеините, които познавате? Какви функции изпълняват?

Въглехидрати (захари).Това е обширна група естествени органични съединения. В животинските клетки въглехидратите съставляват не повече от 5% от сухото тегло, а в някои растителни клетки (например картофени клубени) тяхното съдържание достига 90% от сухото вещество. Въглехидратите се класифицират в три основни класа: монозахариди, дизахариди и полизахариди.

Монозахаридирибозаи дезоксирибозаса част от нуклеинови киселини (фиг. 11). Глюкозаприсъства в клетките на всички организми и е един от основните източници на енергия за животните. Широко разпространен в природата фруктоза- плодова захар, която е значително по-сладка от другите захари. Този монозахарид придава сладък вкус на засаждане на плодове и мед.

Ако два монозахарида се комбинират в една молекула, такова съединение се нарича дизахарид. Най-разпространеният дизахарид в природата е захароза,или тръстикова захар, - се състои от глюкоза и фруктоза (фиг. 12). Получава се от захарна тръстика или захарно цвекло. Именно тя е самата „захар“, която купуваме в магазина.

Фиг. 11. Структурни формули на монозахариди

Фиг. 12. Структурна формула на захароза (дизахарид)

Фиг. 13. Структурата на полизахаридите

Сложни въглехидрати - полизахариди, състоящи се от прости захари, изпълняват няколко важни функции в организма (фиг. 13). Нишестеза растения и гликогенза животните и гъбите са резерв от хранителни вещества и енергия.

Целулозаи хитинизпълняват структурни и защитни функции в живите организми. Целулозата или фибрите образуват стените на растителните клетки. По обща маса той се нарежда на първо място на Земята сред всички органични съединения. По своята структура хитинът е много близък до целулозата, която формира основата на външния скелет на членестоногите и е част от клетъчната стена на гъбичките.

Протеини (полипептиди).Протеините са едно от най-важните органични съединения в природата. Всяка жива клетка съдържа повече от хиляда вида протеинови молекули едновременно. И всеки протеин има своя специална, само присъща функция. Основната роля на тези сложни вещества се досеща в началото на 20-ти век, поради което им е дадено името протеини(от гръцки протос - първият). В различни клетки протеините представляват 50 до 80% от сухата маса.

Фиг. 14. Обща структурна формула на аминокиселините, съставляващи протеини

Протеинова структура. Дългите протеинови вериги са изградени само от 20 различни вида аминокиселини, които имат общ структурен план, но се различават една от друга по структурата на радикала (R) (фиг. 14). Когато се комбинират, аминокиселинните молекули образуват така наречените пептидни връзки (фиг. 15).

Двете полипептидни вериги, които изграждат панкреатичния хормон, инсулин, съдържат 21 и 30 аминокиселинни остатъка. Това са едни от най-кратките „думи“ в протеиновия „език“. Миоглобинът, протеин, който свързва кислорода в мускулната тъкан, се състои от 153 аминокиселини. Колагеновият протеин, който формира основата на колагеновите влакна на съединителната тъкан и осигурява нейната здравина, се състои от три полипептидни вериги, всяка от които съдържа около 1000 аминокиселинни остатъка.

Последователното подреждане на аминокиселинните остатъци, свързани с пептидни връзки, е първична структурапротеин и е линейна молекула (фиг. 16). Извивайки се под формата на спирала, протеиновата нишка придобива по-високо ниво на организация - вторична структура.И накрая, спиралата на полипептида се сгъва, за да образува намотка (глобула) или фибрила. Точно такъв третична структурапротеин и е неговата биологично активна форма с индивидуална специфичност. Въпреки това, за редица протеини третичната структура не е окончателна.

Фиг. 15. Образуване на пептидна връзка между две аминокиселини

Фиг. 16. Структурата на белтъчната молекула: А - първична; B - вторичен; B - третичен; G - кватернерна структура

Може да съществува кватернерна структура- комбиниране на няколко протеинови глобули или фибрили в един работен комплекс. Например, сложна молекула на хемоглобина се състои от четири полипептида и само в тази форма тя може да изпълнява своята функция.

Функции на протеините. Огромното разнообразие от протеинови молекули предполага също толкова голямо разнообразие от техните функции (Фиг. 17, 18). Около 10 хиляди ензимни протеинислужат като катализатори за химични реакции. Те осигуряват координирана работа на биохимичния ансамбъл от клетки на живи организми, ускорявайки многократно скоростта на химичните реакции.

Фиг. 17. Основните групи протеини

Транспортпротеините се свързват и пренасят различни вещества както в клетката, така и в цялото тяло.

Фиг. 18. Синтезираните протеини или остават в клетката за вътреклетъчна употреба, или се екскретират за употреба на нивото на тялото

Протеини-хормониосигуряват регулаторна функция.

Денатурация и ренатурация на протеини.Денатурация- това е загубата на протеинова молекула от нейната структурна организация: четвъртична, третична, вторична и при по-тежки условия - и първична структура (фиг. 19). В резултат на денатурацията протеинът губи способността си да изпълнява функцията си. Денатурацията може да бъде причинена от висока температура, ултравиолетово лъчение, силни киселини и основи, тежки металии органични разтворители.

Фиг. 19. Денатурация на протеини

Денатурацията може да бъде обратима и необратима, частична или пълна. Понякога, ако ефектът от денатуриращите фактори не е бил твърде силен и не е настъпило разрушаването на първичната структура на молекулата, при благоприятни условия денатурираният протеин отново може да възстанови своята триизмерна форма. Този процес се нарича ренатурация,и той убедително доказва зависимостта на третичната структура на протеина от последователността на аминокиселинните остатъци, т.е. от неговата първична структура.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Какви химични съединения се наричат въглехидрати?

2. Какво представляват моно- и дизахаридите? Дай примери.

3. Кои прости въглехидрати служат като мономер на нишесте, гликоген, целулоза?

4. От какви органични съединения се състоят протеините?

5. Как се формират вторичните и третичните протеинови структури?

6. Какви са известните функции на протеините?

7. Какво е денатурация на протеини? Какво може да причини денатурация?

<<< Назад

Препращане >>>