Основной состав клеточной массы

Молекула воды (Н20) полярна. Ее разные полюсы имеют частично положительные и отрицательные заряды. В целом молекула воды электронейтральна. Соседние молекулы воды могут притягиваться друг к другу за счет сил электростатического взаимодействия между отрицательным зарядом на атоме кислорода одной молекулы и положительным зарядом на атоме водорода другой. Такой тип связи называется водородным. Водородная связь обуславливает относительно высокие температуры кипения, плавления и испарения.

Значение воды

Вода — универсальный растворитель. По отношению к воде вещества делятся на гидрофильные (хорошо растворимые в воде) и гидрофобные (нерастворимые в воде).
Вода определяет некоторые физические свойства клеток — их объем, внутреннее давление (тургор).
Вода — среда для физиологических и биологических процессов. Расщепление многих веществ происходит за счет катализируемого ферментами взаимодействия их с водой. Такие реакции называются реакциями гидролиза.
Вода — терморегулятор. Ей свойственна высокая теплоемкость.
Вода — основная среда перемещения веществ в организме и клетке

Органические вещества — соединения, молекулы которых образованы цепями из ковалентно связанных атомов углерода. Макромолекулы — относительно большие молекулы с высокой молекулярной массой. Такие молекулы состоят из сходных по структуре низкомолекулярных соединений, повторяющихся и ковалентно связанных между собой. Макромолекула, образованная мономерами, называется полимером.

Среди органических веществ клетки микромолекулами являются полисахариды, молекулы белков, нуклеиновые кислоты. К регулярным биополимерам относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, к нерегулярным — белки и нуклеиновые кислоты.

Моносахариды, или простые сахара,— соединения с эмпирической формулою С (0),которые не гидролизуются. Это твердые кристаллические вещества, растворимые в воде и имеющие сладкий вкус. По количеству атомов углерода моносахариды делятся:

Молочная на триозы С НО и пировиноградные кислоты, промежуточные продукты углеводного обмена; тетрозы C4Hg04 — встречаются редко, чаще у бактерий;

пентозы СсН„Ос — рибоза, входит в состав РНК; СвН10О4 — дезоксирибоза, входит в состав ДНК; гексозы С,,Но0, — глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза — первичный источник энергии для клеток. Она обязательно входит в состав почти всех клеток, органов и тканей, регулирует осмотическое давление. Снижение уровня глюкозы в крови приводит к нарушению жизнедеятельности нервных и мышечных клеток. В растворах глюкоза существует в циклической и линейной формах, между которыми устанавливается химическое равновесие.

Функции полисахаридов. Основной источник энергии. Расщепляются до моносахаридов с последующим окислением до СО„ и Н„0. При расщеплении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии. Входят в состав оболочек клеток и некоторых органелл. У растений полисахариды выполняют опорную функцию. Накапливаются в тканях растений (крахмал) и животных (гликоген). Используются при возникновении потребности в энергии. Секреты, выделяющиеся разными железами, обогащены углеводами, например глюкопротеидами, защищающими стенки полых органов (пищевод, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов

Липиды — нерастворимые в во- лярных веществах (эфире, ацетоне де, но хорошо растворимые в непо- и т. п.) органические соединения.

Липид — Жирообразные вещества: фосфолипиды, гликолипиды, стероиды, липопротеиды, воски, жирные кислоты. Схема строения молекулы жира. R,, R„, R„ — остатки жир-ных кислот, по которым различаются жиры. Наиболее распространенными соединениями среди липидов являются жиры, в состав которых входят трехатомный спирт глицерин и остатки жирных кислот. Жиры откладываются в тканях, формируя резервные энергетические запасы. Запасы жиров могут быть источником метаболической воды (у верблюдов). Жировые отложения защищают организм и внутренние органы от механических повреждений. Жировые отложения, подкожная жировая клетчатка предотвращают тепловые потери.

Фосфолипиды — содержат остаток фосфорной кислоты, входят в состав клеточных мембран соединения липидов с углеводами. Являются составной частью тканей мозга и нервных волокон. Функциональные свойства обусловлены последовательностью аминокислотных остатков и пространственной структурой полипептидной цепи. Определяется порядком чередования аминокислот в пептидной цепи Аминокислоты соединяются крепкой пептидной связью. Спирально закрученная белковая цепочка Завитки спирали удерживаются водородными связями между СО- и NH-группами, расположенными на соседних витках. Возникает вследствие закручивания вторичной структуры в клубок (глобулу) Клубок удерживается гидрофобными, ионными и водородными взаимодействиями. Формируется несколькими глобулами белка Устойчивую конфигурацию образуют гидрофобные, электростатические и водородные связи.

Под влиянием различных физико-химических факторов (действие концентрированных кислот и щелочей, тяжелых металлов, высокой температуры и т п ) структура и свойства белков могут изменяться. Процесс нарушения природной структуры белка или разворачивание полипептидной цепи без разрушения пептидных связей называется денатурацией. Денатурация имеет необратимый характер. Однако на первых стадиях, при условии прекращения действия отрицательных факторов, белок может восстанавливать свое нормальное состояние (ренатурация). Процесс разрушения первичной структуры белков всегда необратим, он называется деструкцией. Молекула нуклеотида состоит из трех частей — азотистого основания, моносахарида (пентозы) и остатка фосфорной кислоты Участвуют в биосинтезе белка. В зависимости от вида пентозы в составе нуклеотида различают дезоксирибонуклеиновые кислоты (днк), в состав которых входят остатки дезоксирибозы, и рибонуклеиновые кислоты (рнк), содержащие остатки рибозы

В молекулах ДНК и РНК есть остатки азотистых оснований: аде-нина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) Кроме того, в состав ДНК входит остаток тимина (Т), а РНК — урацила (В) Три типа азотистых оснований у ДНК и РНК общие, а четвертыми они отличаются