Единство биохимического строения
Добавлено: 12 фев 2009, 09:32
В большинстве видов живого обнаруживаются простые органические соединения такие, как аминокислоты, моносахариды, пептиды и жирные кислоты, из которых строятся более крупные полимеры: белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды соответственно.
Строение белков. Вещества, называемые аминокислотами, содержат аминогруппу (NH2) и углеродную группу (COOH). Заменимые аминокислоты синтезируются организмом, незаменимые – поступают с пищей. Белки являются полимерами аминокислот и характеризуются относительной пищевой ценностью (ОПЦ), зависящей от состава аминокислот. ОПЦ является важным показателем качества пищи и кормов, который ухудшается при воздействии загрязнителей [8].
Сложная компактно образованная пространственная структура белков обладает зарядом, препятствующим “слипанию” цепей из аминокислот, и гидрофобными свойствами, защищающими ее от растворения в водной среде. Трехмерная структура белка обычно размещается в оболочке – глобуле.
Белки – важный компонент пищи организмов. Они выполняют структурные функции, составляя свыше 50% общей сухой массы клеток, и функции обмена веществ. Некоторые белки являются биологическими катализаторами – ферментами (п. 1.1.3). Свойства ферментов сохраняют только глобулярные (с ненарушенной пространственной структурой) белки.
Денатурацией белков называется утрата трехмерной структуры, присущей белковой молекуле. При этом она теряет возможность выполнять свои биологические функции. К денатурации могут привести различные факторы окружающей среды: нагрев, ионизирующие излучения, сильные кислоты и щелочи, разрывающие различные связи между аминокислотами, тяжелые металлы, снижающие электрический заряд молекулы, органические растворители и дезинфицирующие вещества, уменьшающие гидрофобность белка, после чего он выпадает в виде осадка.
БСС используют для выявления денатурирующих свойств веществ и излучений, оценки качества переработки белков различными организмами, определения показателя ОПЦ. В свою очередь для БСС опасны любые факторы, способные вызвать денатурацию белка. Обычно денатурация белка происходит при 45 ° С. Биологами выделены термофильные (теплолюбивые) микроорганизмы, которые сохраняют жизнеспособность при 55...60 ° C и даже при более высокой температуре.
Строение углеводов. Углеводы являются полимерами простых сахаров, например глюкозы. К подобным полисахаридам относятся: крахмал – главный продукт фотосинтеза, энергетический компонент клеток растений; гликоген – эквивалент крахмала, синтезируемый животными и грибами; целлюлоза – строительный материал клеток растений; хитин – компонент наружного скелета насекомых, близкий по строению к целлюлозе.
Загрязнители, ухудшающие синтез глюкозы, могут одновременно повреждать растения и грибы; наносить вред человеку, животным и насекомым.
Строение нуклеиновых кислот. Первичный элемент строения этих соединений – нуклеотиды, которые состоят из пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты. Их полимеры – нуклеиновые кислоты (ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, РНК – рибонуклеиновая кислота), подобно белкам, характеризуются последовательностью видов нуклеотидов и трехмерной структурой.
Макромолекула ДНК является первичной единицей жизни. На ее структуру могут воздействовать ионизирующие излучения и химические вещества, разрывающие связи ДНК и приводящие к образованию другой объемной конфигурации.
Строение липидов. Жирные кислоты – важные биологические мономеры, характеризующиеся гидрофобностью и высокой энергетической ценностью, что определяет их роль в организме. Липиды являются полимерами жирных кислот. К важнейшим липидам относятся: жиры, масла, виды воска (основного водоотталкивающего покрытия листьев, плодов, семян, шерсти, перьев, хитина), компоненты клеточных мембран, ароматизирующие соединения, фотосинтетические пигменты и вещества, ускоряющие рост растений и входящие в состав гормонов, витаминов, желчи. Жиры более энергоемкое соединение, чем углеводы, поэтому в семенах часть энергии запасается в липидах.
Липиды могут разрушаться при попадании в окружающую среду различных органических растворителей бытового или промышленного назначения.
Строение белков. Вещества, называемые аминокислотами, содержат аминогруппу (NH2) и углеродную группу (COOH). Заменимые аминокислоты синтезируются организмом, незаменимые – поступают с пищей. Белки являются полимерами аминокислот и характеризуются относительной пищевой ценностью (ОПЦ), зависящей от состава аминокислот. ОПЦ является важным показателем качества пищи и кормов, который ухудшается при воздействии загрязнителей [8].
Сложная компактно образованная пространственная структура белков обладает зарядом, препятствующим “слипанию” цепей из аминокислот, и гидрофобными свойствами, защищающими ее от растворения в водной среде. Трехмерная структура белка обычно размещается в оболочке – глобуле.
Белки – важный компонент пищи организмов. Они выполняют структурные функции, составляя свыше 50% общей сухой массы клеток, и функции обмена веществ. Некоторые белки являются биологическими катализаторами – ферментами (п. 1.1.3). Свойства ферментов сохраняют только глобулярные (с ненарушенной пространственной структурой) белки.
Денатурацией белков называется утрата трехмерной структуры, присущей белковой молекуле. При этом она теряет возможность выполнять свои биологические функции. К денатурации могут привести различные факторы окружающей среды: нагрев, ионизирующие излучения, сильные кислоты и щелочи, разрывающие различные связи между аминокислотами, тяжелые металлы, снижающие электрический заряд молекулы, органические растворители и дезинфицирующие вещества, уменьшающие гидрофобность белка, после чего он выпадает в виде осадка.
БСС используют для выявления денатурирующих свойств веществ и излучений, оценки качества переработки белков различными организмами, определения показателя ОПЦ. В свою очередь для БСС опасны любые факторы, способные вызвать денатурацию белка. Обычно денатурация белка происходит при 45 ° С. Биологами выделены термофильные (теплолюбивые) микроорганизмы, которые сохраняют жизнеспособность при 55...60 ° C и даже при более высокой температуре.
Строение углеводов. Углеводы являются полимерами простых сахаров, например глюкозы. К подобным полисахаридам относятся: крахмал – главный продукт фотосинтеза, энергетический компонент клеток растений; гликоген – эквивалент крахмала, синтезируемый животными и грибами; целлюлоза – строительный материал клеток растений; хитин – компонент наружного скелета насекомых, близкий по строению к целлюлозе.
Загрязнители, ухудшающие синтез глюкозы, могут одновременно повреждать растения и грибы; наносить вред человеку, животным и насекомым.
Строение нуклеиновых кислот. Первичный элемент строения этих соединений – нуклеотиды, которые состоят из пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты. Их полимеры – нуклеиновые кислоты (ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, РНК – рибонуклеиновая кислота), подобно белкам, характеризуются последовательностью видов нуклеотидов и трехмерной структурой.
Макромолекула ДНК является первичной единицей жизни. На ее структуру могут воздействовать ионизирующие излучения и химические вещества, разрывающие связи ДНК и приводящие к образованию другой объемной конфигурации.
Строение липидов. Жирные кислоты – важные биологические мономеры, характеризующиеся гидрофобностью и высокой энергетической ценностью, что определяет их роль в организме. Липиды являются полимерами жирных кислот. К важнейшим липидам относятся: жиры, масла, виды воска (основного водоотталкивающего покрытия листьев, плодов, семян, шерсти, перьев, хитина), компоненты клеточных мембран, ароматизирующие соединения, фотосинтетические пигменты и вещества, ускоряющие рост растений и входящие в состав гормонов, витаминов, желчи. Жиры более энергоемкое соединение, чем углеводы, поэтому в семенах часть энергии запасается в липидах.
Липиды могут разрушаться при попадании в окружающую среду различных органических растворителей бытового или промышленного назначения.