Функцию синтеза белков углеводов и липидов

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.

Читайте также:  Эвалар био холестерин

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

Функцию синтеза белков углеводов и липидов

Липиды имеют очень большое значение в метаболизме клетки. Все липиды – это органические водонерастворимые соединения, присутствующие во всех живых клетках. По своим функциям липиды разделяются на три группы:

— структурные и рецепторные липиды клеточных мембран

— энергетическое «депо» клеток и организмов

— витамины и гормоны «липидной» группы

Основу липидов составляют жирные кислоты (насыщенные и ненасыщенные) и органический спирт – глицерол. Основную массу жирных кислот мы получаем из пищи (животной и растительной). Животные жиры – это смесь насыщенных (40-60%) и ненасыщенных (30-50%) жирных кислот. Растительные жиры наиболее богаты (75-90%) ненасыщенными жирными кислотами и наиболее полезны для нашего организма.

Основная масса жиров используется для энергетического обмена, расщепляясь специальными ферментами – липазами и фосфолипазами. В результате получаются жирные кислоты и глицерин, которые в дальнейшем используются в реакциях гликолиза и цикла Кребса.С точки зрения образования молекул АТФжиры составляют основу энергетического запаса животных и человека.

Эукариотическая клетка получает жиры с пищей, хотя сама может синтезировать большинство жирных кислот (за исключением двух незаменимыхлинолевой и линоленовой). Синтез начинается в цитоплазме клеток с помощью сложного комплекса ферментов и заканчивается в митохондриях или гладком эндоплазматическом ретикулуме.

Исходным продуктом для синтеза большинства липидов (жиров, стероидов, фосфолипидов) служит «универсальная» молекула – ацетил-Коэнзим А (активированная уксусная кислота), являющаяся промежуточным продуктом большинства реакций катаболизма в клетке.

Жиры есть в любой клетке, но особенно много их в специальных жировых клетках – адипоцитах, образующих жировую ткань. Контролируется жировой обмен в организме специальным гормонами гипофиза, а также инсулином и адреналином.

Углеводы (моносахариды, дисахариды, полисахариды) являются важнейшими соединениями для реакций энергетического обмена. В результате распада углеводов клетка получает большую часть энергии и промежуточные соединения для синтеза других органических соединений (белков, жиров, нуклеиновых кислот).

Основную массу сахаров клетка и организм получает извне – из пищи, но может синтезировать глюкозу и гликоген из неуглеводных соединений. Субстратами для разного вида углеводного синтеза выступают молекулы молочной кислоты (лактат) и пировиноградной кислоты (пируват), аминокислоты и глицерин. Эти реакции идут в цитоплазме при участии целого комплекса ферментов – глюкозо-фосфотаз. Для всех реакций синтеза требуется энергия – синтез 1 молекулы глюкозы требует 6 молекул АТФ!

Читайте также:  Холестерин и как его убавить

Основной объем собственного синтеза глюкозы протекает в клетках печени и почек, но не идет в сердце, мозге и мышцах (там нет необходимых ферментов). Поэтому нарушения углеводного обмена в первую очередь сказываются на работе этих органов. Углеводный обмен контролируется группой гормонов: гормонами гипофиза, глюкокортикостероидными гормонами надпочечников, инсулином и глюкагоном поджелудочной железы. Нарушения гормонального баланса углеводного обмена приводит к развитию диабета.

Мы кратко рассмотрели основные части пластического обмена. Можно сделать ряд общих выводов:

Источник: studopedia.ru

Функцию синтеза белков углеводов и липидов

Установите соответствие между процессом и органоидом, в котором этот процесс происходит.

Б) созревание белковых молекул

В) подготовка секрета к выбросу из клетки

Г) синтез липидов

Д) окисление органических веществ

Е) транспорт электронов внутри мембраны

2) комплекс Гольджи

ПРОЦЕСС ОРГАНОИД

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A Б В Г Д Е

1) двумембранные органоиды;

2) наружная мембрана гладкая, внутренняя со складками – кристами, на которых расположены дыхательные ферменты;

3) внутри (между кристами) находится матрикс;

4) матрикс содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;

5) образуются путем деления.

1) окисление органических веществ до углекислого газа и воды (цикл Кребса), синтез АТФ (окислительное фосфорилирование) – клеточное дыхание;

2) синтез некоторых собственных белков.

АППАРАТ (КОМПЛЕКС) ГОЛЬДЖИ:

1) одномембранный органоид эукариотической клетки;

2) состоит из уплощенных замкнутых мембранных цистерн с полостями, собранных в стопку, и мельчайших пузырьков;

3) связан с эндоплазматической сетью (органические вещества, синтезируемые в ЭПС, затем поступают в транспортных пузырьках в аппарат Гольджи).

Функции аппарата (комплекса) Гольджи:

1) модификация и упаковка веществ;

2) накапливает органические вещества, синтезированные в клетке;

3) транспорт (вынос) веществ из клетки, образуя секреторные пузырьки;

4) образование первичных лизосом (и пероксисом – в школьном курсе биологии).

(А) синтез АТФ — митохондрия;

(Б) созревание белковых молекул — комплекс Гольджи;

(В) подготовка секрета к выбросу из клетки — комплекс Гольджи;

(Г) синтез липидов — комплекс Гольджи;

(Д) окисление органических веществ — митохондрия;

(Е) транспорт электронов внутри мембраны — митохондрия.

Синтез липидов, это функция гладкой ЭПС, а не комплекс Гольджи. Поясните, пожайлуста

Комплекс Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки — белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме. Например, важная функция этого органоида заключается в том, что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов), которые используются в клетке и которые входят в состав мембран. Благодаря деятельности комплекса Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны.

Источник: bio-ege.sdamgia.ru

Функции белков, углеводов и липидов в организме человека

Общей функцией белков, углеводов и липидов в клетках организма является структурная. И если для белков данная миссия – главная, то для липидов и углеводов основной функцией является энергетическая. Дело в том, что белки – это строительный материал оболочки клеток и мембран, а липиды и углеводы отвечают за получение большого количества энергии. Более подробно о функции белков, углеводов и липидов вы узнаете из этого материала.

Функции, выполняемые белками в организме человека

Всосавшиеся в кровь аминокислоты в печени и клетках организма используются для биосинтеза специфических для организма белков.

Основные функции, выполняемые белками организме, это:

1) ферментативная — все ферменты в организме человека по химической природе являются белками (простыми или сложными);

2) гормональная — 50% гормонов в организме по химической природе белки (например, инсулин, соматотропин, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и др.);

3) рецепторная — на поверхности мембран клеток-мишеней для взаимодействия с гормонами, лекарственными препаратами и другими веществами имеются рецепторы, которые являются белками по химической природе;

4) транспортная — белок гемоглобин транспортирует кислород от легких к клеткам тканей, альбумины крови транспортируют лекарственные препараты, высшие жирные кислоты, билирубин и некоторые гормоны;

5) структурная — мембраны всех клеток организма человека, мембраны митохондрий и другие представляют собой биослой, в котором 50—75% белков и 25-50% липидов;

6) опорная (механическая) — кости, хрящи, связки построены из белков особого состава;

7) сократительная — мышцы состоят из специфических белков;

8) генно-регуляторная — белки-гистоны, кислые белки осуществляют регуляцию на уровне оперона в матричных биосинтезах;

9) иммунологическая — антитела, образующиеся в организме в ответ на инфекционный фактор или вакцину, по химической природе белки, чаще всего γ-глобулины;

10) гемостатическая — из 15 факторов свертывания крови 14 факторов являются белками, исключение составляет фактор IV — это ионы кальция, факторы противосвертывающей системы по химической природе являются белками;

11) обезвреживающая — белки (особенно молока) способны связываться с токсическими веществами и обезвреживать их, способны связываться с ионами тяжелых металлов. Таким образом, данная функция белков в организме человека предупреждает действие токсических веществ;

12) поддержание кислотно-основного состояния (КОС), так как белки плазмы крови амфотерны;

13) создание биопотенциалов мембран клеток и внутренней мембраны митохондрий;

14) энергетическая — 1 г белка, окисляясь до конечных продуктов в организме (мочевины, углекислого газа и воды), дает 4,1 ккал энергии;

15) ещё одна немаловажная функции белков в организме – это поддержание онкотического давления в организме.

Какие функции выполняют липиды в организме человека

Функций липидов в организме меньше, но они не менее важны. Далее перечислено, какие функции выполняют липиды в организме:

1) структурнуую, так как входят в состав клеточных мембран и обеспечивают их жидкокристаллическое состояние и конформацию белков-рецепторов для гормонов;

2) отдельные представители липидов являются:

  • гормонами (кальцитриол, кортикостероиды);
  • витаминами (D3, F);

3) влияют на активность мембранно-связанных ферментов, формируя их конформацию, образование активного центра;

4) транспортную, так как являются транспортной формой «метаболического топлива» в организме в виде липопротеинов, комплексов жирных кислот с альбуминами и т. д.;

5) участвуют в передаче нервного импульса;

6) являются растворителями для жирорастворимых витаминов A, D, Е, К, F, способствуя их всасыванию;

7) обеспечивают теплоизоляцию. Благодаря этой функции липидов в организме человека обеспечивается терморегуляция в организме;

8) энергетическую, так как липиды непосредственно используются в химических процессах как основное «метаболическое топливо», а также откладываются в запас в клетках жировой ткани (адипоцитах).

Функции, выполняемые углеводами в организме человека

Здесь вы узнаете о том, какие функции выполняют углеводы в организме человека. Основными являются:

1) энергетическая (глюкоза, гликоген);

2) структурная (хондроитинсульфаты, гиалуроновая и другие гетерополисахариды);

3) синтез иммунных тел в ответ на антигены (галактоза);

4) гемостатическая (эта функции углеводов в организме человека влияет на свертывание крови: ф. I, II, VIII, IX, X, XI);

5) антисвертывающая (гепарин);

6) гомеостатическая (поддержание гомеостаза, например водно-электролитного обмена, уровня глюкозы в крови);

7) опорная (кости, хрящи, хондроитинсульфаты);

8) механическая (в составе соединительной ткани);

9) группоспецифические вещества эритроцитов крови;

10) осморегуляторная (глюкоза);

11) обезвреживающая (парные глюкуроновые кислоты);

12) антилипидемическая (гепарин);

13) создание антигенности (специфические полисахариды);

14) создание механической защиты — суставов, слизистых;

15) создание материальных основ наследственности (молекулы ДНК, РНК);

16) участие в структуре аккумуляторов энергии (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

17) Ещё одна функции углеводов в организме – это создание объема пищи, обеспечение перистальтики кишечника и продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту.

Источник: med-pomosh.com