Органічні речовини клітини

Білки - це складні органічні речовини, що виконують в клітці важливі функції. З усіх органічних речовин клітини 50-70% припадає на білки. Оболонка клітини, все її внутрішні структури побудовані за участю білкових молекул.

Білки транспортують речовини клітини, вони виконують роль каталізаторів, що прискорюють хімічні реакції, дуже важко уявити собі хоч якийсь процес в клітці, який би обходився без участі білків (рис. 1).

Мал. 1. Участь білків в різних процесах клітини ( джерело )

Білки являють собою гігантські полімерні молекули, мономерами яких є амінокислоти. У природі відомо більше 150 різних амінокислот, але в побудові білків живих організмів беруть участь тільки 20, їх так і називають - чарівні амінокислоти. Завдяки особливостям свого хімічної будови амінокислоти з'єднуються один з одним, утворюючи первинну структуру білка (рис. 2).

Мал. 2. Структура амінокислот ( джерело )

Унікальність або специфічність білка визначається в першу чергу послідовністю з'єднання амінокислот.

Лінійних білків, в яких амінокислоти шикувалися б в одну лінію, в природі практично не існує. завдяки утворюється водневим зв'язкам між різними частинами молекули білок набуває просторову або вторинну структуру.

Візьмемо білок гемоглобіну. Його вторинна структура - це спіраль. І ця спіраль теж може згинатися в просторі, формуючи, таким чином, третинну структуру білка. В результаті такого багаторазового скручування довга і тонка нитка молекули білка стає коротшим, товщі і збирається в компактний клубок - глобулу. Білок виконує в клітині свої функції, тільки перебуваючи в формі глобули. У деяких білків зустрічається ще більш складна форма - четвертинна структура (рис. 3).

Мал. 3. Четвертичная структура білка ( джерело )

Таким чином, властивості білка визначаються не тільки послідовністю амінокислот, але і його просторової структурою - конформацией.

Білки, що виконують функцію каталізаторів, що прискорюють хімічні процеси в клітці, називають ферментами. Ферменти беруть участь в перенесенні атомів і молекул, в розщепленні і побудові білків, жирів, вуглеводів і всіх інших з'єднань, тобто в клітинному обміні речовин. Жодна хімічна реакція в живих клітинах і тканинах не обходиться без участі ферментів.

Крім каталітичної, на білки покладено не менш важлива захисна функція. Пошук і фіксація токсинів, що потрапляють в клітину, знищення чужорідних організмів - бактерій і вірусів - цю роботу теж виконують білки.

За білками ще закріплена регуляторна функція, сигнальна, запасна, резервна та багато інших функцій, які ми розберемо пізніше.

Вперше нуклеїнові кислоти виявили в ядрах клітин, звідси і їх назва. На латині «нуклеус» означає ядро. Існує два типи нуклеїнових кислот: рибонуклеїнова кислота, скорочено РНК, і дезоксирибонуклеїнової кислоти - ДНК (рис. 4).

Мал. 4. Нуклеїнові кислоти ( джерело )

Потрібно зловити злочинця - беремо у нього аналіз ДНК і справедливість восторжествувала. Це можливо тому, що структура кожної молекули ДНК унікальна.

Молекули нуклеїнових кислот - це дуже довгі полімерні ланцюжки, що складаються з нуклеотидів (рис. 5). Нуклеотид - це з'єднання, що складається з азотистої основи і пов'язаного з ним моносахарида - рибози або дезоксирибози, звідси різниця в назві РНК і ДНК. Також до складу нуклеотиду входить залишок фосфорної кислоти - від одного до трьох.

Мал. 5. Нуклеотид ( джерело )

Азотисті основи ДНК - це аденін, гуанін, цитозин і тимін (рис. 6). У РНК місце тиміну займає урацил.

Мал. 6. Азотисті основи ДНК ( джерело )

Молекула ДНК - найважливіша речовина клітини. Якщо порівняти клітину з людським організмом, то ДНК - це мозок клітини. У послідовності нуклеотидів молекули цієї кислоти зашифрована вся спадкова інформація клітини і організму в цілому. У клітинах організмів кожного біологічного виду знаходиться певна кількість молекул ДНК на клітину. Послідовність нуклеотидів в молекулі ДНК завжди строго індивідуальна і неповторна не тільки про людське око в цілому, але і для кожної його особини. Тому ми з вами такі різні (рис. 7) і саме тому обчислити по ДНК злочинця так просто.

Мал. 7. Неповторність і різноманітність людей ( джерело )

Молекули ДНК у всіх еукаріот знаходяться в ядрі клітини і в органелах - мітохондріях і пластидах, у прокаріотів оформленого ядра немає, тому у них ДНК розташовується безпосередньо в цитоплазмі (рис. 8).

Мал. 8. Молекули ДНК еукаріот і прокаріот ( джерело )

У всіх живих істот молекули ДНК побудовані за одним і тим же принципом (рис. 9).

Мал. 9. Структура ДНК ( джерело )

Вони складаються з двох полінуклеотидних ланцюжків, скручених у вигляді подвійної спіралі в напрямку зліва направо. При цьому азотисті основи звернені всередину спіралі і скріплені між собою водневими зв'язками. А дезоксирибози і залишки фосфорної кислоти залишаються на зовнішній стороні подвійної спіралі.

Рибонуклеїнова кислота схожа за будовою на ДНК, але її молекули складаються тільки з одного ланцюжка. Серед азотистих основ в нуклеотидах замість тиміну присутній урацил, а замість дезоксирибози - вуглевод рибоза. Молекули РНК знаходяться в ядрі, цитоплазмі і деяких органелах клітини.

Рибонуклеїнова кислота служить посередником між ДНК і синтезуються білки, беручи участь в складанні мономерів в полімер. Послідовність нуклеотидів відповідає послідовності амінокислот, з яких будується білок. Таким чином, інформація, зашифрована в ДНК, передається на РНК, і на ній уже відбувається синтез потрібного білка (рис. 10).

Мал. 10. Синтез білка за допомогою РНК ( джерело )

Ця функція перенесення інформації закріплена в клітці за інформаційними РНК. Крім цього, існує ще два типи рибонуклеїнової кислоти - це транспортні РНК і Хвороби. Перші переносять амінокислоти до місця синтезу білка, другі містяться в найдрібніших органелах клітини - рибосомах. Всі ці РНК беруть участь у синтезі білків.

Ми розглянули пристрій і функції найважливіших органічних речовин клітини - білків і нуклеїнових кислот, з'ясували, що РНК є посередником між ДНК і синтезуються білки.

Список літератури

1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова І.Б., Сонін Н.І. Біологія. Загальні закономірності. - Дрофа 2009.
2. Пономарьова І.М., Корнілова О.А., Чернова Н.М. Основи загальної біології. 9 клас: Підручник для учнів 9 класу загальноосвітніх установ / За ред. проф. І.М. Пономарьової. - 2-е изд., Перераб. - М .: Вентана-Граф, 2005
3. Пасічник В.В., Каменський А.А., Кріксунов Е.А. Біологія. Введення в загальну біологію та екологію: Підручник для 9 класу, 3-е изд., Стереотип. - М .: Дрофа, 2002.

Додаткові рекомендовані посилання на ресурси мережі Інтернет

1. Biofile.ru ( джерело ).
2. 3ys.ru ( джерело ).
3. Sbio.info ( джерело ).

Домашнє завдання

1. Що таке білки і які їхні функції?
2. Які види нуклеїнових кислот існують?
3. Яка структура ДНК?