Principalele componente chimice ale organismelor vii. lipide

Video: Rolul elementelor chimice în corpul uman

Următoarea clasă importantă de biomolecule includ lipide.

Lipidele - un grup de compuși organici având grupări cu catenă lungă de hidrocarbură, și grupe ester, insolubile în apă și ușor solubili în solvenți organici (benzen, dietil eter, cloroform, etc.). Lipidele sunt larg răspândite în natură, ele sunt o componentă esențială a fiecărei celule.

În structura chimică a lipidelor este o varietate mare. moleculele lor sunt construite din diferite componente structurale, care includ alcooli cu greutate moleculară mare și acizi. Compoziția grupărilor lipidice individuale pot include resturi de acid fosforic, hidrați de carbon, baze azotate și alte componente, care sunt interconectate prin diverse comunicări.

Lipidele sunt împărțite în simple și complexe. moleculele de lipide simple conțin numai atomi de C, O și H și nu conțin N, P, S. Acestea includ derivații monohidroxilici (superiori, cu 12 ... 22 atomi de C), acizii carboxilici și mono- și alcooli polihidroxilici (în special , alcool trihidric - glicerol). Cele mai importante și răspândite reprezentanți ai lipidelor simple sunt esterii depline ai glicerinei și acizilor carboxilici macromoleculare (trigliceride). Trigliceridele sunt lichide sau solide cu punct scăzut (40 ° C) de topire și puncte fiind destul de ridicat de fierbere, cu vâscozitate ridicată, incolor și inodor.
Ele constituie greutatea de bază a lipidelor (până la 96%) și este menționată ca uleiuri și grăsimi. Mono- și digliceridele se găsesc în natură numai sub formă de compuși formați în timpul metabolismului.

Deoarece glicerina este opțională componenta structurală a gliceride de grăsime compoziția de acizi grași proprietăți definite specifice implicate în construcția moleculelor și poziția este ocupată de reziduurile acestor acizi în moleculele gliceride. Cele mai frecvente acizi fac parte din grăsime, reprezintă lanț carbon-carbon neramificată cu un număr par de atomi de C (acizi grași).

Acizii stearic și palmitic sunt o parte din aproape toate uleiurile naturale și grăsimi, acid erucic este un membru al uleiului de rapiță. Compoziția majorității uleiurilor cele mai comune includ acizi nesaturați care conțin 1-3 legături duble, - oleic, linoleic, linolenic. Acidul arahidonic având 4 legături duble prezente la animalele grase. Acizii nesaturati din uleiuri și grăsimi naturale au în general o configurație cis, adică substituenții sunt situate pe o parte a planului dublei legături.

Grupul include, de asemenea, ceruri lipidice simple. Acest moleculară mare esteri ai acizilor carboxilici monobazici și polioli monobazici. Ceruri sunt larg distribuite în natură, acestea sunt acoperite cu un strat subțire de frunze, tulpini, fructe de plante, împiedicându-le umezire apă, uscare acțiunea microorganismelor.

lipide complexe, în plus față de atomii de C, G, H conțin atomi de N, P, S. Cel mai important si pe scara larga grup de lipide complexe - fosfolipide (fosfatide). molecula lor construite din reziduuri de alcooli, acizi grași cu greutate moleculară mare, acizi fosforici, baze azotate, adesea de colina: HO-CH2-CH2-N (OH) (CH2) 3 și etanolamina: HO (CH2) 2NH2, aminoacizii și altele.

Funcțiile care efectuează lipidele din organism, acestea sunt împărțite în două grupe: structurale și de înlocuire.
Lipidele de schimb, în principal gliceridele au o valoare calorică ridicată sunt rezerve de energie a organismului.

Lipidele structurate (în principal fosfatide), forma complexe cu proteine complexe, hidrați de carbon și să participe într-o varietate de procese care au loc în celule.

Reacțiile chimice care implică gliceride care constituie cea mai mare parte din uleiul și grăsimea sunt foarte diverse. Acestea includ hidroliză, oxidare, schimbul de reziduuri de acizi grași prezenți în molecula lor (transesterificare), hidrogenarea gliceridelor nesaturate.

Cea de a treia clasa cea mai importantă de compuși care alcătuiesc organismele vii, sunt carbohidrati. La plante, pe materia lor de mult timp de până la 90% uscat. In celulele organismelor vii, hidrați de carbon sunt o sursa de energie. Ei joacă rolul de a sprijini materialul scheletic în plante și unele animale și să acționeze ca regulatori ai unui număr de reacții biochimice importante. Legat de proteine si lipide, glucide formeaza complexe macromoleculare complexe care stau la baza materiei vii. Ele fac parte din biopolimerilor naturale - acizi nucleici implicate în transmiterea informației ereditare.

Fig. 3. Structura unei singure nucleotide (a) și nucleotide, unite în lanțul ADN a (b)

Carbohidrații sunt produse în plante în timpul fotosintezei sub acțiunea razelor solare și sunt primele substanțe organice în circuitul carbonului în natură.

Toate carbohidratii sunt împărțite în simple și complexe. Prin simple (monozaharide, monozaharide) includ hidrați de carbon, care nu sunt capabile de a fi hidrolizată pentru a forma compuși mai simpli. Formula lor generală SnN2nOn, în care numărul de atomi de carbon egal cu numărul de atomi de O. K carbohidrați complecși includ compuși capabili să hidrolizeze pentru a forma un produs simplu și moleculară mică. Ei au un număr de atomi de C nu egal cu numărul de atomi de O. Carbohidrații complecși sunt foarte variate în compoziție, greutate moleculară și, în consecință, proprietățile.

Acestea sunt împărțite în 2 grupe:
1. greutate moleculară mică (cu zahăr sau oligozaharide);
2. moleculară mare (polizaharide nesaharopodobnye) - compuși cu greutate moleculară mare, în compoziția care poate conține rămășițele a mii de carbohidrati simpli. Ele pot fi, de asemenea, împărțite în două grupe, în care lanțurile sunt construite din același (amidon, glicogen, celuloză), și diverse monozaharide (hemiceluloze, pectine).

molecule de carbohidrat simplu - construit din monozaharide lanțului de carbon-carbon neramificată care conține un număr diferit de atomi de C în compoziția plantelor și animalelor sunt în mare parte monozaharid cu 5 sau 6 atomi de carbon -pentozy și hexoze. In grupele hidroxil atomii de carbon sunt localizate, iar unul dintre ele este oxidat la o aldehidă (aldoză) sau grupe (cetoză) cetonă. Datorită prezenței atomilor de carbon asimetrici, monozaharide posedă activitate optică. Compoziția carbohidraților naturali includ monozaharidele D-series. Cele mai frecvente și importanți reprezentanți ai carbohidratii simpli sunt glucoza si fructoza. Prima conexiune se referă la aldohexoses, al doilea - la ketohexoses. În soluție apoasă, glucoză și fructoză sunt sub formă de hemiacetal ciclic.

Prezența grupărilor cetonice alcool, aldehidă sau, și, de asemenea apariție în monozaharide ciclice formele hemiacetal hidroxil având proprietăți reducătoare, determină comportarea chimică a acestor compuși. Oxidarea grupării aldehidă la un acid carboxilic conduce la acizii aldonic corespunzători și oxidarea final al grupării de alcool într-un carboxi - cu acizii uronici. produse de reducere a uneia dintre grupele hidroxi ale monozaharida se numește deoxi zaharurilor. Exemple de acestea sunt dezoxiribonucleotide care stau la baza de zoksiriboza și ADN.

Un loc aparte în conversia monozaharide ocupă două procese: respirație și fermentare.

Respiratia este un proces aerob, adică, Aceasta are loc în prezența aerului:

Această reacție este catalizată de enzime. Respiratia impreuna cu fotosinteza este cea mai importantă sursă de energie pentru organismele vii.

Fermentarea are loc în absența aerului, și anume, anaerob. Procesul are mai multe soiuri.

fermentarea alcoolică are loc sub influența microorganismelor, joacă un rol esențial în producerea de alcool, vin, produse de patiserie:

Împreună cu alcoolul produktami- principal și C02 - în timpul fermentației alcoolice a diferitelor monozaharide formate produse secundare (glicerol, acid succinic, acid acetic, izoamilic și izopropil alcooli, etc.).

În afară de fermentație alcoolică, există monozaharide FML:

În afară de fermentație alcoolică, există monozaharide FML

Acest proces esențial pentru prepararea de iaurt, iaurt si alte alimente lactate acide, varză acră.

monozaharide Fermentarea poate conduce la formarea acidului butiric (butiric fermentație).

moleculele polizaharidice sunt construite din diferite numere de reziduuri monozaharide. În funcție de aceasta, ele sunt împărțite în polizaharide cu greutate moleculară mică și mare. De o importanță deosebită sunt dizaharidele, moleculele din care sunt construite din două monozaharide resturi identice sau diferite. Cele mai importante dizaharidele sunt sucroza, maltoza și lactoza. Una dintre moleculele de monozaharide este întotdeauna implicat în construcția moleculei dizaharid la grupul său semiacetal hidroxil, cealaltă - hemiacetal sau unul dintre hidroxili alcool.

În cazul în care formarea moleculei dizaharid monozaharidă implicate hidroxili lor hemiacetal format nereducătoare disaharid- în al doilea caz - pentru a recupera. Aceasta este una dintre principalele caracteristici ale dizaharide. Cea mai importantă reacția dizaharid - hidroliză:

Cele mai importante sunt polizaharide de amidon, glicogen și celuloză. Toate acestea se bazează pe D-glucoză și servesc în organisme vegetale și animale rezerve de alimente glucide sau hidrati de carbon pentru a construi nucleul de țesut celular.

Amidon (C6H1005) n - o componentă majoră de cereale, cartofi, și multe tipuri de materii prime alimentare. Amidonul nu este o substanță individuală, este alcătuită din două tipuri de polimeri: amiloză (18-25%) și amilopectină (75 -82%).
Glicogenul se găsește în țesutul muscular și hepatic. De asemenea, el este un polizaharid de rezervă. Conform structurii sale se aseamănă cu un amidon.

Celuloza - componenta principala a celulei rasteniy- fibre celulozice relativ pure sunt din bumbac, iută și cânepă. derivați de celuloză importanți secretate în principal din cochilii de crustacee sunt chitină și chitosan. Spre deosebire de celuloză, al doilea atom de carbon al acestor compuși nu are hidroxil și acetamidă (chitina) sau amino (chitosan). Datorită biocompatibilității cu țesuturile umane toxicitate redusă, capacitatea de a îmbunătăți procesele de regenerare în vindecarea rănilor, materiale biodegradabile pe bază de chitină și chitosan prezintă un interes special pentru medicina.

Cele mai importante de reglementare a proceselor care au loc în organismele vii sunt compuși organici moleculară mică de natură chimică diferită, numite vitamine. Vitaminele sunt esentiale pentru viata umana normala, dar din moment ce acestea nu sunt sintetizate de către organism în cantități suficiente, acestea trebuie să provină din alimente ca o componentă esențială. Acesta a primit numele de vitamine latine. Vita - viață.
În prezent, există mai mult de 30 de compuși înrudiți cu vitamine.

Distinge sine vitamine si vitamina cum ar fi (indispensabilitate completă nu sunt întotdeauna dovedită) a substanței. În unele alimente conțin provitamine, și anume compuși capabili de a dezvolta o vitamina in organism.

De exemplu, in-caroten pentru veniturile Vitamina A, ergosterol sub acțiunea razelor ultraviolete în corpul uman sunt transformate in vitamina D.

În același timp, există un grup de compuși, de multe ori aproape de vitaminele din structura, care, în concurență cu vitamine, poate avea loc în sistemul enzimatic, dar este în imposibilitatea de a-și îndeplini funcțiile. Acestea se numesc antivitamin.

Având în vedere că natura chimică a vitaminelor a fost deschis după stabilirea rolurilor lor biologice, alfabetul desemnat convențional latin (A, B, C, D, și așa mai departe. D.), care a supraviețuit până când informațiile prezent cu privire la formele și funcțiile de vitamine de bază sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Principalele tipuri și funcții de vitamine

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit