Белки липиды нуклеиновые кислоты

Органические вещества — углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, АТФ

Углеводы — это органические соединения, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Углеводы делятся на моно-, ди- и полисахариды.

Моносахариды — простые сахара, состоящие из 3 и более атомов С. Моносахариды: глюкоза, рибоза и дезоксирибоза. Не гидролизуются, могут кристаллизоваться, растворимы в воде, имеют сладкий вкус

Полисахариды образуются в результате полимеризации моносахаридов. При этом утрачивают способность к кристаллизации, сладкий вкус. Пример — крахмал, гликоген, целлюлоза.

1. Энергетическая — это основной источник энергии в клетке (1 грамм=17,6 кДж)

2. структурная-входят в состав оболочек растительных клеток (целлюлоза) и животных клеток

3. источник для синтеза других соединений

4. запасающая (гликоген — у животных клеток, крахмал — у растительных)

Липиды — сложные соединения глицерина и жирных кислот. Нерастворимы в воде, только в органических растворителях. Различают простые и сложные липиды.

1. структурная — основа, для всех мембран клетки

2. энергетическая (1 г=37,6 кДж)

5. источник внутриклеточной воды

АТФ — единое универсальное энергоемкое вещество в клетках растений, животных и микроорганизмов. С помощью АТФ осуществляется накопление и транспорт энергии в клетке. В состав АТФ входят: азотистое основание–адеин, углевод рибоза и три остатка фосфорной кислоты. Фосфатные группы соединены между собой с помощью макроэргических связей. Функции АТФ — перенос энергии.

Белки являются преобладающим веществом во всех живых организмов. Белок — полимер, мономером которого являютсяаминокислоты (20). Аминокислоты соединяются в белковой молекуле с помощью пептидных связей, образующихся между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой. Каждая клетка имеет уникальный набор белков.

Различают несколько уровней организации белковой молекулы. Первичная структура-последовательность аминокислот, соединенных пептидной связью. Эта структура определяет специфичность белка. Во вторичной структуре молекула имеет вид спирали, ее устойчивость обеспечивается водородными связями. Третичная структура формируется в результате преобразования спирали в трехмерную шаровидную форму — глобулу. Четвертичная возникает при объединении несколько молекул белков в единый комплекс. Функциональная активность белков проявляется во 2,3,или 3-ой структуре.

Структура белков изменяется под влиянием различных химических веществ (кислоты, щелочи, спирта и других) и физических факторов (высокой и низкой t,излучения), ферментов. Если при этих изменениях сохраняется первичная структура, процесс обратим и называется денатурация. Разрушение первичной структуры называется коагуляцией (необратимый процесс разрушения белка)

3. сократительная (белки актин и миозин в мышечных волокнах)

4. транспортная (гемоглобин)

5. регуляторная (инсулин)

8. энергетическая (1 г=17,2 кДж)

Виды нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты — фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Они были открыты в 1869 г. швейцарским биохимиком Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов, сперматозоидов лосося. Впоследствии нуклеиновые кислоты обнаружили во всех растительных и животных клетках, вирусах, бактериях и грибах.

В природе существует два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Различие в названиях объясняется тем, что молекула ДНК содержит пятиуглеродный сахар дезоксирибозу, а молекула РНК — рибозу.

ДНК находится преимущественно в хромосомах клеточного ядра (99% всей ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах. РНК входит в состав рибосом; молекулы РНК содержатся также в цитоплазме, матриксе пластид и митохондрий.

Нуклеотиды — структурные компоненты нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

Нуклеотиды — сложные вещества. В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.

Существует пять основных азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин.

ДНК. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных, спирально закрученных относительно друг друга цепочек.

В состав нуклеотидов молекулы ДНК входят четыре вида азотистых оснований: аденин, гуанин, тимин и цитоцин. В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями.

Полинуклеотидная цепь ДНК закручена в виде спирали наподобие винтовой лестницы и соединена с другой, комплементарной ей цепью с помощью водородных связей, образующихся между аденином и тимином (две связи), а также гуанином и цитозином (три связи). Нуклеотиды А и Т, Г и Ц называются комплементарными.

В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. Благодаря этому свойству последовательность нуклеотидов в одной цепи определяет их последовательность в другой. Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов называется комплемен-тарностью, и это свойство лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы (репликации, т. е. удвоения).

При изменении условий ДНК, подобно белкам, может подвергаться денатурации, которая называется плавлением. При постепенном возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. В ДНК любой клетки закодирована информация обо всех белках данного организма, о том, какие белки, в какой последовательности и в каком количестве будут синтезироваться. Последовательность аминокислот в белках записана в ДНК так называемым генетическим (триплетным) кодом.

Основным свойством ДНК является ее способность к репликации.

Репликация — это процесс самоудвоения молекул ДНК, происходящий под контролем ферментов. Репликация осуществляется перед каждым делением ядра. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента ДНК-полимеразы. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, по принципу комплементарности синтезируется дочерняя цепь ДНК. Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в ядре

Таким образом, каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы для новой комплементарной цепи (поэтому процесс удвоения молекул ДНК относится к реакциям матричного синтеза). В результате получается две молекулы ДНК, у каждой из которых ‘ одна цепь остается от родительской молекулы (половина), а другая — вновь синтезированная. Причем одна новая цепь синтезируются сплошной, а вторая — сначала в виде коротких фрагментов, которые затем сшиваются в длинную цепь специальным ферментом — ДНК-лигазой. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы.

Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской клетки к дочерним, что и происходит при делении соматических клеток.

РНК. Строение молекул РНК во многом сходно со строением молекул ДНК. Однако имеется и ряд существенных отличий. В молекуле РНК вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов входит рибоза, вместо тимидилового нуклеотида (Т) — уридиловый (У). Главное отличие от ДНК состоит в том, что молекула РНК представляет собой одну цепь. Однако ее нуклеотиды способны образовывать водородные связи между собой (например, в молекулах тРНК, рРНК), но в этом случае речь идет о внутрицепочечном соединении комплементарных нуклеотидов. Цепочки РНК значительно короче ДНК.

В клетке существует несколько видов РНК, которые различаются по величине молекул, структуре, расположению в клетке и функциям:

1. Информационная (матричная) РНК (иРНК) — переносит генетическую информацию с ДНК на рибосомы

2. Рибосомная РНК (рРНК) — входит в состав рибосом

3. 3. Транспортная РНК (тРНК) — переносит аминокислоты к рибосомам во время синтеза белка

Источник: biofile.ru

1)Белки;2)Жиры липиды;3)Углевод;4)Нуклеиновые кислоты.Их функции,состав и строение.

Ответ

Проверено экспертом

Белки — органические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Образуют 4 пространственных структуры:

Первичная — последовательность аминокислот. Имеет линейную структуру.

Вторичная структура имеет вид спирали или складчатую структуру. Образуется за счет водородных связей.

Третичная структура — глобула. Полипептидные цепи укладываются в глобулу за счет водородных, ионных, гидрофобных и дисульфидных связей.

Четвертичная структура — объединение нескольких глобул, возможно включение в структуру других веществ ( например ионы железа в гемоглобине)

  • Строительная (входят в состав мембран, волос, мышц, ногтей)
  • Транспортная (гемоглобин переносит газы от легких к тканям и обратно)
  • Регуляторная (некоторые гормоны являютс белками и участвуют в регуляции жизнедеятельности организма)
  • Иммунологическая (защитная) (Антигены)
  • Двигательная мышечные белки актин и миозин)
  • Сигнальная (рецепторы)
  • Запасающая (альбумин яйца)
  • Каталитическая (ферменты)
  • Энергетическая (1 гр белка при распаде дает 17,6 кДж)
  • Трофическая (альбумин яйца питает зародыш на ранних стадиях)

Углеводы — органические вещества, формула которых Cn(H2O)m. Водорода в углеводах в 2 раза больше, чем кислорода, как в воде. Углеводы бывают моносахариды, дисахариды и полисахариды. В зависимости от количества атомов углерода среди моносахаридов выделяют триозы (3), тетрозы (4) пентозы )5), гексозы (6), гептозы (7). Наиболее распространены гептозы и гексозы.

Моносахариды и дисахариды сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде. Полисахариды нерастворимы в воде и не сладкие.

  • Источник энергии для клетки (глюкоза)
  • Структурная (входят в состав РНК и ДНК, образуют клеточную стенку растений (целлюлоза) и бактерий (муреин), хитин входит в состав клеток грибов и панциря членистоногих
  • Защитная (гепарин не позволяет крови свертываться, муцин – обволакивает пищевой комок и защищает слизистые от ферментов организма)
  • Запасающая (крахмал запасное веществ растений, гликоген — у животных)
  • Энергетическая (1 гр углевода при распаде дает 17,6 кДж)
  • ОсмотическаяРецепторная (гликокаликс)

Липиды — группа жироподобных веществ. Извлекаются из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. В воде нерастворимы. Бывают простые жиры ( эфиры жирных кислот и глицерина) и сложные (комплекс жиров с белками, углеводами, фосфорной кислотой)

Если в простых липидах (триглицеридах) преобладают насыщенные кислоты без двойных связей, то в обычном состоянии они твердые. Это животные жиры. Если преобладают ненасыщенные кислоты с двойными связями, то они — жидкие. Это растительные масла.

  • Энергетическая (1 гр жира при распаде дает 38,9 кДж)Структурная (фосфолипиды — основа мембран)
  • Запасающая ( жиры и масла являются резервными веществами у животных и растений соответственно)
  • Защитная (жировая послойка вокруг органов и подкожная клетчатка спасают из от сотрясение и ударов, воскоподобные вещества защищают от растения и животных от влаги )
  • Теплоизоляционная (подкожная жировая клетчатка препятствует потери тепла)
  • Регуляторная (многие гормоны производные липидов)
  • Источник метаболической воды у жителей пустынь ( 1 кг жира дает 1.7кг воды)
  • Каталитическая (жирораствориые витамины явяются кофакторами ферментов)

Нуклеиновые кислоты являются органическими полимерами. мономерами которых являются нуклеотиды. которые состоят из азотистого основания, остатка фосфорной кислоты и пентозы.

ДНК имеет в своем составе азотистые основания аденин, гуанин, цитозин, тимин и моносахарид-пентозу — дезоксирибозу. Выглядит как закрученная двойная спираль. У РНК вместо тимина урацил, вместо дезоксирибзы — просто рибоза и она имеет вид одиночной нити, закрученной в спираль.

  • Хранение, передача, реализация наследственой информации
  • Матрица для синтеза РНК

РНК бывают трех видов: матричная РНК (мРНК) — строится на матрице ДНК и является матрицей для белка (по ней строится белок), рибосомальная РНУ (рРНК) — организует рибосому и составляет ее каталитический центр, и траспортная РНК (тРНК) доставляет аминокислоы в рибосому.

  • Вместе с белками образует рибосому, обеспечивает их функционирование
  • Реализация процесса трансляции
  • При этом молекулы рРНК считывают информацию с иРНК и катализируют образование пептидной связи между аминокислотами
  • Принимают участие и катализирует процессы синтеза белка. перенос генетической информации от ДНК к рибосомам, матрица для синтеза молекулы белка
  • Определяет последовательность аминокислот белка
  • Переносят аминокислоты к месту синтеза белка

Источник: znanija.com

Белки, липиды и углеводы. Их структура и роль в живых организмах

Как известно, важнейшие группы органических веществ, которые определяют основные свойства клетки, организма — это белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, отдельные нуклеотиды (в частности АТФ). Каждая из этих групп выполняет свою функцию (функции) в процессе жизнедеятельности организма.

УГЛЕВОДЫ (моносахариды, полисахариды) — органические вещества, в состав молекул которых входят водород и кислород. При этом соотношение этих элементов аналогично соотношению их в молекуле воды, т.е. на 2 атома водорода приходится один атом кислорода.

К моносахаридам относятся рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

К полисахаридам первого порядка относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Полисахариды второго порядка: крахмал, гликоген, клетчатка.

Углеводы выполняют в организме следующие функции:

? структурную (т.к. входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований),

? запаса питательных веществ,

? защитную (вязкие секреты, предохраняющие стенки полых органов от механических, химических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов богаты углеводами).

ЛИПИДЫ. Под этим термином объединяются жиры и жироподобные вещества. Это органические соединения с различной структурой, но общими свойствами. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.

Основные функции липидов:

? структурная (липиды принимают участие в постороении мембран клеток всех органов и тканей),

? энергетическая функция (обеспечение 25-50% энергии организма),

? запаса питательных веществ («энергетические консервы»),

БЕЛКИ. Белки — это нерегулярные полимеры[1], мономерами которых являются аминокислоты. В состав большинства белков входят 20 аминокислот. В каждой из них содержатся одинаковые группировки атомов: аминогруппа — NH2 и карбоксильная группа — СООН. Участки молекул, лежащие вне амино- и карбоксильной группы, называются радикалами (R). В клетке находятся свободные аминокислоты, составляющие аминокислотный фонд, за счет которого происходит синтез новых белков. Этот фонд постоянно пополняется за счет расщепления белков пищи пищеварительными ферментами или собственных запасных белков.

Соединение аминокислот происходит через общие для них группировки: аминогруппа одной аминокислоты соединяется с карбоксильной группой другой аминокислоты, при их соединении выделяется молекула воды. Между соединившимися аминокислотами возникает связь, называемая пептидной.

Образовавшееся соединение нескольких аминокислот называют пептидом, а соединение из большого числа аминокислот — полипептидом. Таким образом, белок может представлять собой один или несколько полипептидов.

Уровни организации белковой молекулы. Первичной, самой простой структурой является полипептидная цепь, т.е. нить аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В первичной структуре все связи между аминокислотами являются ковалентными, а, следовательно, прочными.

Вторичная структура соответсвует закрутке белковой нити в виде спирали. Между группами -С=О, находящимися на одном витке спирали, и группами -N-H на другом витке образуются водородные связи, которые слабее ковалентных, но обеспечивают достаточную прочность вторичной структуры.

Третичная структура. Полипептид далее свертывается, образуя клубок, для каждого белка свой специфичный, образуя третичную структуру.

Четвертичная структура. Благодаря соединению нескольких молекул белков между собой образуется четвертичная структура. Если пептидные нити уложены в виде клубка, такие белки называются глобулярными, если в виде пучков нитей — фибриллярными.

Функции белков. Ранообразие функций, которые выполняют белки в живом организме столь велико, что ее целесообразно представить в виде следующей схемы (рис 1).

Рис.1. Функции белков

Следует заметить, что кроме представленных на схеме, белки выполняют и энергетическую функцию. Однако белки используются как источники энергии только когда истощаются основные источники: углеводы и жиры.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. Нуклеиновые кислоты — природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Описаны впервые в 1869 г. швейцарским биохимиком Ф.Мишером.

В природе существуют два типа нуклеиновых кислот, различающихся по составу, строению и функциям. Одня содержит улеводные компонент рибозу (РНК), другая — дезоксирибозу (ДНК).

Нуклеиновые кислоты — важнейшие биополимеры, определяющие основные свойства живого. Так ДНК — полимерная молекула, состоящая из сотен тысяч мономеров — дезоксирибонуклеотидов.

ДНК. Нуклеотидный состав ДНК: в составе ДНК имеются 4 основания:

Количество аденина всегда равно количеству тимина (А=Т), а количество гуанина — количеству цитозина (правило Чаргаффа). Это свидетельствовало о некоторых строгих закономерностях в строении ДНК. В начале 50-х годов прошлого века была выяснена структура ДНК — двойной спирали, причем на периферии молекулы находится сахарофосфатный остов, а в середине — пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (цитозин и тимин) основания. Каждая из пар оснований обладает симметрией, позволяющей ей включиться в двойную спираль в двух ориентациях: (А=Т и Т=А) и (Ц=Г и Г=Ц). В каждой из цепей ДНК основания могут чередоваться всеми существующими способами.

Если известна последовательность оснований в одной цепи (например, Т-Ц-Г-Ц-А-Т, то, благодаря специфичности спаривания (комплементарности) становится известной и последовательность ее цепи-«партнера»: А-Г-Ц-Г-Т-А.

РНК. Молекула РНК также полимер, мономером которого является рибонуклеотид. РНК — однонитевая молекула и построена таким же образом, как и одна из цепей ДНК. Нуклеотиды РНК очень близки нуклеотидам ДНК но не полностью тождественны: вместо тимина (Т) у РНК присутствует близкий к нему по строению пиримидин — урацил.

По выполняемым функциям РНК подразделяются на следующие виды:

? Транспортная РНК (т-РНК) — самая короткая, 80-100 нуклеотидов, из общего содержания РНК клетки на т-РНК приходится около 10%. Функция ее стостоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка.

? Рибосомная РНК (р-РНК) — самая крупная, 3-5 тыс. нуклеотидов (около 90% содержания РНК клетки).

? Информационная РНК (и-РНК), на них приходится около 0,5-1% от общего содержания РНК в клетке. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах.

Рис. 2. «Материнская» ДНК как матрица для синтеза комплементарных цепей

Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей.

Источник: studbooks.net

Белки липиды нуклеиновые кислоты

Общая формула Сn (H2O)n: углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Таблица. Сравнение классов углеводов.

Растворимые в воде углеводы.

Моносахариды:
глюкоза
– основной источник энергии для клеточного дыхания;
фруктоза
– составная часть нектара цветов и фруктовых соков;
рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды:
сахароза
(глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;
лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих;
мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов:

  • транспортная,
  • защитная,
  • сигнальная,
  • энергетическая.

Нерастворимые углеводы

полимерные:
крахмал,
гликоген,
целлюлоза,
хитин.

Функции полимерных углеводов:

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки.

Таблица. Наиболее распространенные углеводы.

Таблиица.Основные функции углеводов.

Липиды.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.
Энергетическая
– половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная
– миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Таблица. Основные функции липидов.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота
2) глюкоза
3) нуклеотид
4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза
2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная
5) защитная
6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная
5) сигнальная
6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕ

А) быстро расщепляются с выделением энергии
Б) являются основным запасным веществом растений и животных
В) являются источником для синтеза гормонов
Г) образуют теплоизолирующий слой у животных
Д) являются источником дополнительной воды у верблюдов
Е) входят в состав покровов насекомых

1) углеводы
2) липиды

Часть С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Источник: biology100.ru