загрузка...
загрузка...
На головну

біологічні молекули

  1. Атоми, зв'язку і молекули
  2. Біологічні зони в океані
  3. Біологічні і соціальні потреби
  4. Біологічні моделі розвитку популяцій
  5. Біологічні науки.
  6. біологічні обмеження

Точний молекулярний склад організмів, більш складних, ніж вірус, до сих пір повністю не відомий. Це дуже сумна обставина пояснюється неймовірним числом і складністю різних молекул навіть в одноклітинному організмі, і воно ще більше ускладнюється тим, що не існує двох видів тварин з однаковим молекулярним складом. Фактично навіть в межах одного виду ми не зможемо знайти двох ідентичних особин, за винятком тих, які відтворюються за допомогою поділу клітини навпіл (наприклад, дві дочірні клітини амеби або монозиготних близнюки ссавців). Таке біохімічне різноманіття служить головним фактором еволюційного розвитку, оскільки забезпечує велику кількість змінних величин в популяції і створює, так би мовити, ресурсну базу для природного відбору. Це різноманіття в свою чергу стало можливим частково завдяки великому потенціалу до структурної варіабельності, властивою атому вуглецю, і здатності останнього утворювати чотири досить міцні зв'язки. Фактично вуглець є «каркасних» елементом для чотирьох основних класів сполук, виявлених в живих організмах, - ліпідів, вуглеводів, білків і нуклеїнових кислот. Ми познайомимося в загальних рисах з хімічними структурами цих речовин по кожному класу окремо і розглянемо ті їх властивості, завдяки яким вони грають фізіологічно важливу роль. Для більш поглибленого вивчення можна рекомендувати спеціальну літературу, наприклад допомога по біохімії Ленинджер або Страйера.

ліпіди

Ліпіди належать до найпростіших біологічних молекул. Найбільш відомі серед них жири. Кожна молекула жиру утворена молекулою гліцерину і приєднаними до неї ефірними зв'язками трьох молекул жирних кислот. Тому жири називають, згідно з прийнятою номенклатурою, тріаціл-Гліцерол (Колишні назви - тригліцериди і тріацілгліцеріни. -Прим. перекл.). коли жири гідролізуються (Тобто розщеплюються) через впровадження Н+ і ОН "в ефірні зв'язку, вони розпадаються на гліцерин і вільні жирні кислоти,кожна з яких містить парне число атомів вуглецю (рис. 2-29). Атоми вуглецю в жирнокислотного ланцюга можуть бути з'єднані один з одним як простими, так і подвійними зв'язками; при насиченні ланцюги атомами водню всі зв'язки між атомами вуглецю прості. Ступінь ненасиченість і довжина ланцюгів жирних кислот (т. Е. Число атомів вуглецю) визначають фізичні властивості того чи іншого жиру.

 
Мал. 2.29. Гідроліз триацилгліцеролів. R - залишок жирної кислоти.

Жири з короткими і ненасиченими жирно-кислотними ланцюгами мають низьку температуру плавлення (табл. 2-5). При кімнатній температурі це або масла, або мазеподібними жири. І навпаки, жири з довгими і насиченими ланцюгами жирних кислот при кімнатній температурі являють собою тверді жири. Ось чому при гідрогенізації (насиченні ланцюгів жирних кислот атомами водню по подвійних зв'язках) рідке арахісове масло, наприклад, перетворюється в однорідна мазеподібна арахісове масло, а рослинне масло - в маргарин. Вважається, що насичені жирні кислоти легше перетворюються в стероїд холестерол (рис. 2-30) в процесі метаболізму і, таким чином, вносять більший внесок в розвиток серцево-судинних захворювань.

 
Мал. 2.30. Структурна формула холестеролу (з групи стероїдів).  

Ліпіди служать енергетичним депо і у хребетних зазвичай містяться в клітинах жирової тканини. Через низьку розчинність ці багаті енергією молекули можуть зберігатися в організмі при високих концентраціях, не вимагаючи великих кількостей води в якості розчинника. Триацилгліцеролів володіють до того ж вельми високою енергетичною ємністю завдяки відносно високому вмісту в них атомів водню і вуглецю і низького вмісту атомів кисню. Так, при окисленні 1 г триацилгліцеролів вивільняється майже в два рази більше енергії, ніж при окисленні 1 г вуглеводів (табл. 2-6).

Таблиця 2-5. Температури плавлення різних жирних кислот. Ненасичені зв'язку знижують температуру плавлення жирних кислот, що неважко бачити, порівнюючи відповідні значення для насичених і ненасичених кислот з однаковою довжиною ланцюга (Dowben, 1971)

 жирна кислота  структура  Температура плавлення, ° С
насиченіЛауріноваяПальмітіноваяАрахіноваяЛігноцеріноваяненасиченіОлеіноваяЛінолеваяАрахідоновая  СН3(СН2)10СООНСН3(СН2)4СООНСН3(СН2)18СООНСН3(СН2)22СООН CH3(CH2)7(CH = цисCHCH2)7COOHCH3(CH2)4(CH = CHCH2)2(CH2)6COOHCH3(CH2)4(CH = CHCH2)4(CH2)2COOH  -5-50

В фосфолипидах одна з крайніх ланцюгів жирних кислот триацилгліцеролів заміщена на групу, яка містить фосфат. Як ми побачимо в гл. 4, фосфоліпіди відіграють важливу роль в структурі біологічних мембран, оскільки проявляють як гідрофільні (Т. Е. Водорозчинні), так і ліпофільні (Тобто жиророзчинні) властивості; першими мають полярні головки фосфоліпідних молекул, останніми - їх хвости. Завдяки цьому шар орієнтованих фосфоліпідних молекул утворює перехідний шар між водної та ліпідної фазами. Крім перерахованих ліпідів є ще воску, гліколіпіди, стероїди, сфінголіпіди і ін.

Таблиця 2-6. Енергоємність трьох основних компонентів їжі

 компонент  Калорійність, ккал / г
 УглеводиБелкіЖіри  4,04,59,5

 



Попередня   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   Наступна

Властивості Н, О, N і С як основа для виникнення життя | молекула води | властивості води | Вода як розчинник | Розчини і їх Колігативні властивості | іонізація води | Кислоти і підстави | цвіттеріонов | буферні системи | Електричний струм у водних розчинах |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати