Очень важный углерод

В клетке любого организма содержатся неорганические и органические вещества. Органические вещества клетки отличаются тем, что могут присутствовать только в живых организмах. Тогда как неорганические содержатся и в неживых объектах природы.

Обязательный элемент любой органики — углерод. Именно благодаря его возможности создавать четыре связи, причем не только с другими атомами, но и с другими атомами углерода, существует такое большое разнообразие органических молекул.

В большинстве случаев органические вещества клетки — полимеры, огромные цепочки, состоящие из мономеров. Каких именно — зависит от вида молекулы.

Белки

Их мономерами являются аминокислоты, количество которых в цепочки белка может достигать от сотни до нескольких тысяч. Например, в белке мышцы человека содержится чуть больше 38 тысяч аминокислот.

Аминокислот всего 20, но благодаря различным вариантам их расположения в цепи белка достигается такое огромное их разнообразие.

Первичной структурой белка как раз и является цепочка аминокислот. Последовательность их закодирована в ДНК клетки. Она четко передается и воспроизводится без ошибок, чтобы создать именно тот белок, который необходим клетке.

Вторичная структура белка — когда радикалы аминокислот разных участков цепочки создают между собой связи и цепочка принимает форму спирали или зигзага.

Третичная структура — глобула, создается благодаря:

• дисульфидным мостикам (между радикалами аминокислоты цистеина, в которых содержится сера);
• водородным связям (между боковыми радикалами аминокислот).

Эта структура определяет пространственную форму белка. Это может быть глобулярная (эллипсовидная) или фибриллярная.

Четвертичная структура есть не у каждого белка. В ней соединяются несколько глобул. Например, молекула гемоглобина состоит из четырех глобул, соединенных вокруг атома железа.

Функции белков

1. Строительная — белки входят в состав мембран клетки и органелл, у животных являются основой костей, волос, сухожилий и крови. Также белки делят клетки эукариот на отсеки, в каждом из которых происходят свои реакции. В каждом отсеке своя среда для проведения «местных» химических реакций. Такие отсеки называются компартментами, а сам принцип — компартментализация.
2. Ферментативная — являются катализаторами химических реакций.
3. Транспортная — перевозят различные ионы и молекулы от клетки к клетке, от одного органа к другому.
4. Двигательная — сократительные белки обеспечивают такие процессы: сокращение жгутиков у простейших, движение (поворот) листьев у растений и работу мышц у животных.
5. Защитная — во всех стадиях иммунного ответа принимают участие белки.
6. Энергетическая — расщепление молекулы белка дает 17,6 кДж энергии.
7. Регуляторная — многие гормоны являются белками.

Углеводы

Эти молекулы имеют общую формулу Cn(H2O)n  и делятся на три основных класса:

Моносахариды являются простейшими углеводами. ИХ названия зависят от количества атомов углерода. Самые распространенные — гексозы (фруктоза и глюкоза) и пентозы (рибоза и дезоксирибоза).

Олигосахариды состоят из двух или нескольких моносахаридов. Например, лактоза и сахароза.

Полисахариды — большие полимеры, состоящие из огромного числа моносахаридов. Например, крахмал и целлюлоза.

Функции углеводов

1. Строительная — из целлюлозы состоит клетчатка растений, которая входит в состав клеточных стенок.
2. Энергетическая — при расщеплении 1г углеводов выделяется 17,6 кДж.
3. Защитная — хитин является основой экзоскелета членистоногих.
4. Рецепторная — некоторые углеводы входят в состав клеточных мембран, обеспечивая взаимодействие клеток друг с другом.

Липиды

Это жироподобные вещества, нерастворимые в воде. Их содержание в клетках растений и животных может колебаться от 2 до 90%. Основой липидов являются жирные кислоты, молекулы которых состоят из двух частей: гидрофобного хвоста (длинная углеводородная цепочка) и гидрофильной головки (карбоксильная группа).

Функции липидов

1. Энергетическая – выделяется 38,9 кДж энергии при расщеплении 1г жиров.
2. Запасающая – накопление питательных веществ в жировых тканях животных и в эндосперме семян растений.
3. Структурная – являются основой клеточных мембран.

Аденозинтрифосфат

Эта молекула является универсальным источником энергии. А все благодаря тому, что внутри ее образуются высокоэргические связи, при разрыве каждой выделяется по 30,6 кДж энергии. АТФ образуется на стадии клеточного дыхания растений в процессе фотосинтеза.

Нуклеиновые кислоты

Существует два типа кислот – ДНК и РНК. О них мы писали ранее в сравнительной статье, составляли таблицу и описывали функции каждой кислоты.

Органические вещества клетки очень разнообразны как по строению, так и по выполняемым функциям. Более подробную информацию вы можете найти, прочитав отдельно про каждый класс веществ. Но не забывайте, что клетка состоит не только из органики. Неорганические вещества тоже очень важны.

Органические вещества клетки – видео