В.А. Дубынин - Ругулярные системы организма человека (1128370), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Многие гормоны и другие вещества, регулирующие функции клеток и всего организма, являются короткими белками, или пептидами. Таким образом, белки выполняют регуляторные функции. (Подробно о регуляторных белках и пептидахем. 12 Ь ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ в разделе, посвященном эндокринной системе.) При окислении белков выделяется энергия, которую организм может использовать. Однако белки слишком важны для организма, да и энергетическая ценность белков ниже, чем у жиров, поэтому обычно белки расходуются на энергетические нужды только в крайнем случае, при истощении запасов углеводов и жиров.
Другой класс химических веществ, необходимый для жизни, — углеводы, или сахара. Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды, построенные из моносахаридов. Среди моносахаридов важнейшими являются глюкоза, фруктоза, рибоза. Из полисахаридов в животных клетках чаще всего встречается гликоген, а в растительных — крахмал и целлюлоза.
Углеводы выполняют две важнейшие функции: энергетическую и структурно-строительную. Так, для клеток нашего мозга глюкоза является практически единственным источником энергии, и уменьшение ее содержания в крови опасно для жизни. В печени человека хранится небольшой запас полимера глюкозы — гликогена, его достаточно, чтобы покрывать потребность в глюкозе в течение приблизительно двух суток. Суть структурно-строительной функции углеводов заключается в следующем: сложные углеводы, соединенные с белками (гликопротеины) или жирами (гликолипиды), входят в состав клеточных мембран, обеспечивая взаимодействие клеток между собой.
В состав клеток входят также лсиры, или липиды. Их молекулы построены из глицерина и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся холестерин, стероиды, фосфолипиды и др. Липиды входят в состав всех клеточных мембран, являясь их основой. Липиды гидрофобны и вследствие этого непроницаемы для воды. Таким образом, липидные слои мембраны защищают содержимое клетки от растворения.
Это их структурно-строительная функция. Однако липиды — важный источник энергии: при окислении жиров выделяется в два с лишним раза больше энергии, чем при окислении такого же количества белков или углеводов. Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, построенные из мономеров — куклеогпидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты.
Существуют два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), отличающиеся по составу азотистых оснований и сахаров. 1.2. химическАя ОРГАнизАция клетки Азотистых оснований четыре: аденин, еуанин, цитозин и тимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) (рис. 1.1). Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов. Молекула ДНК имеет сложное строение.
Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью. При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. При этом обнаруживается важная закономерностьс против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина — цитозин и наоборот. Это объясняется тем, что пары нуклеотидов аденин н тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными, или комплементарными (от лат.
Сотргетепгит — дополнение), друг другу. Между аденином и тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи (рис. 1.2). Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой цепи. С помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству следующим поколениям, другими словами, ДНК выступает носителем наследственной информации.
14 |. ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ ЖИВЪ|Х ОРГАНИЗМОВ Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах. Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, — полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований.
Три азотистых основания — аденин, гуанин и цитозин — такие же, как и у ДНК, а четвертое — урацил. Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов. Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям. Рибосомные РНК (р-РНК) входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка. Транспортные РНК (т-РНК) — самые небольшие по размеру — транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка. Информационные, или матричные, РНК (и-РНК) синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.
Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка. Ь2. ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах клетки. Важным химическим компонентом каждой клетки является аденозинтрифосфат (АТФ). Это иуклеотид, при распаде которого высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки, состоящий из азотистого основания, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты (рис. 1,3); содержится в цитоплазме, митохондриях, пластидах и ядрах.
Структура АТФ неустойчива. При отделении одного остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в аденозиндифасфат (АДФ), если отделяется еще один остаток фосфорной кислоты (что бывает крайне редко), то АДФ переходит в аденозинмонофосфат (АМФ). При отделении каждого остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж энергии. АТФ + Н20 — АДФ + Н2РО4+ 40 кДж АДФ + Н20 — АМФ + НзРО4 + 40 кДж Связь между остатками фосфорной кислоты называют макроэргической (она обозначается символом -), так как при ее разрыве выделяется почти в четыре раза больше энергии, чем при расщеплении других химических связей (рис.
1.4). Для того чтобы синтезировать АТФ из АДФ, необходимо затратить столько же энергии, сколько выделяется при распаде этого вещества. В клетках АТФ синтезируется в процессе распада органических молекул: углеводов, жиров, реже белков. 16 |. ОСНОВЫ КЛЬ"ГОЧНОГО СТРОВНИЯ ЖИВЪ|Х ОРГАНИЗМОВ Витамины (от лат. О||а — жизнь) — сложные биоорганические соединения, необходимые в малых количествах для нормальной жизнедеятельности организмов. В отличие от других органических веществ витамины не используются в качестве источника энергии или строительного материала.
Некоторые витамины организмы могут синтезировать сами (например, бактерии способны синтезировать практически все витамины), другие витамины поступают в организм с пищей. Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита. В основу современной классификации витаминов положена их способность растворяться в воде и жирах. Различают жирораетворимые (А, Р, Е н К) и водораетворимые (В, С, РР и др.) витамины. Витамины играют большую роль в обмене веществ и других процессах жизнедеятельности организма. Как недостаток, так и избыток витаминов может привести к серьезным нарушениям многих физиологических функций в организме. Кроме перечисленных неорганических (вода, минеральные соли) и органических соединений (углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, витамины), в любой клетке всегда есть много других органических веществ.
Они являются промежуточными или конечными продуктами биосинтеза и распада. 1.3. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ 1.3. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ Каждая клетка, несмотря на свои малые размеры, устроена очень сложно. Клетки содержат структуры для потребления питательных веществ и энергии, выделения продуктов обмена, размножения. Все эти стороны жизнедеятельности клетки тесно увязаны друг с другом. Внутреннее полул1идкое содержимое клетки получило название цитоилизмы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
