Белки, жиры и углеводы в элементарном составе организма

В составе живых тел различают три основных типа органических соединений; углеводы, жиры и белки.

В любое органическое соединение входит углерод. Вот почему органические вещества при нагревании до известного предела обугливаются, т. е. превращаются в уголь; при этом остальные элементы улетучиваются

В состав углеводов, кроме углерода, входят еще кислород и водород, причем соотношение атомов водорода и кислорода обычно равно 2 : 1, т. е. такое же как и в молекуле воды (Н20). Отсюда и произошло название этой группы органических соединений. Число атомов кислорода у большой группы углеводов соответствует числу атомов углерода, например, в молекуле виноградного сахара или глюкозы — С6Н12O6. Углеводы такого типа называются простыми сахарами, или моносахаридами.

Молекулы моносахарида могут соединяться между собой и давать сложные сахара — дисахариды и полисахариды. При соединении двух молекул углевода выделяется одна молекула воды. Так, дисахарид сахароза (тростниковый сахар) имеет формулу: С12Н22О11.

Полисахариды, к которым принадлежат крахмал, гликоген, целлюлоза или клетчатка, образуются путем соединения между собой большого числа молекул моносахарида, в нашем случае глюкозы, и их общая формула выражается так: (С6Н10О5) п, где п—неизвестное число молекул моносахарида, вошедших в состав молекулы полисахарида.

Оптические, механические и другие свойства полисахаридов зависят в высокой степени от взаимного пространственного расположения остатков глюкозы. Дисахариды и полисахариды под влиянием ферментов и при гидролизе распадаются на составляющие их моносахариды, обычно глюкозу. На этом свойстве основан ряд производств, в частности, получение спирта из древесины.

Углеводы образуют преимущественно включения: крахмал и гликоген. Они входят в состав оболочки растительных клеток — целлюлозы. Но, кроме того, углеводы находятся и в более сложных органических компонентах самой протоплазмы, в частности, в некоторых жироподобных веществах и нуклеиновых кислотах.

Жиры представляют собой соединение трехатомного спирта — глицерина — с жирными кислотами. Различают три вида жирных кислот: олеиновую, стеариновую, пальмитиновую. От состава жирных кислот зависят свойства жира, в частности, его точка плавления. В состав молекулы жира входят кислород, водород и углерод, т. е. те же элементы, которые образуют углеводы. Однако количественное соотношение этих элементов в молекуле жира иное, чем в молекуле углеводов. Так, в последнем случае на долю углерода приходится 42,1%, водорода—6,4%, а кислорода—51,5%, в то время как в жирах углерода содержится 76%, водорода—12,5%, а кислорода—всего 11,5%. Под действием ферментов и при гидролизе жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты.

В одну группу с жирами обычно объединяют также липоиды. Это сложные органические соединения, в молекулу которых, наряду с глицерином и жирными кислотами, может входить остаток фосфорной кислоты и азотсодержащие соединения или углеводы.

Липоиды могут соединяться с белками, образуя сложные, высокомолекулярные комплексы. Они обнаружены в веществе хондриосом, внутриклеточного аппарата и, судя по некоторым данным, могут также входить в состав самой цитоплазмы.
 

Главную и основную роль в организме играют белки, являющиеся носителями жизни. В состав белков, кроме углерода, водорода и кислорода, обязательно входит азот, а также сера, фосфор, иногда железо (гемоглобин), магний (хлорофилл). Белки содержат в среднем следующее количество основных элементов: углерода 50,6—54,5%, кислорода 21,5—23,5%, водорода 6,5—7,3%, азота—15—17,6%, серы 0,3—2,5% и т. д.

Белки определяются по ряду цветных реакций, а также по способности свертываться при нагревании.

При действии ферментов, а также при гидролизе белки расщепляются на составные части—аминокислоты, отличающиеся наличием на концах молекулы особых карбоксильных (СООН) и амидных (NН2) групп. Отдельные аминокислоты могут соединяться между собой так называемой полипептидной связью (NН—СО), когда карбоксильные группы одной аминокислоты реагируют с аминогруппой другой, с выделением частицы воды.

Наличие в белковой молекуле аминогрупп и карбоксильных групп, из которых первые обладают щелочными свойствами, а вторые — кислотными, сообщает белкам особые качества, обусловливает их способность, в зависимости от реакции среды, вести себя то как щелочь, то как кислота. Соединения, обладающие такой особенностью, называются амфотерными.

Полипептидная связь обладает высокой прочностью, и поэтому наличие такого рода связей не объясняет легкой изменчивости белка, который в каждый данный момент, по словам Энгельса, является и самим собой, и чем-то другим. Вместе с тем в науке одно время широко распространилась тенденция рассматривать белок как соединение, состоящее из аминокислот, связанных только пептидной связью. Эта ошибочная тенденция, толкнувшая изучение свойств белка и попытки его синтеза на ложный путь, была опровергнута блестящими исследованиями советских ученых (Н. Д. Зелинский, В. С. Садиков, Н. И. Гаврилов).

Согласно теории Зелинского и Гаврилова, белок состоит из отдельных циклов или групп, внутри которых преобладает пептидная связь; благодаря этому циклы сами по себе обладают большой прочностью. Беспрерывные же изменения белка и его свойств обусловлены перегруппировкой отдельных циклов.

Чрезвычайно важной и увлекательной задачей химии органических соединений является синтез, — создание сначала в лабораторной обстановке, а затем в производственных условиях тех же сложнейших соединений, которые создаются в теле живых организмов в результате их жизнедеятельности.

Громадные заслуги в этом отношении имеет наша отечественная наука. Еще в 1842 г. выдающийся русский химик, профессор Казанского университета Н. Н. Зинин открыл реакцию превращения ароматических нитросоединений (нитронафталина) в аминосоединения. Так им искусственно был получен из каменного угля анилин — вещество, имеющее огромное промышленное значение, основа современного анилинокрасочного производства. А. М. Бутлеров, ученик Зинина, как уже упоминалось, впервые синтезировал сахаристые вещества. Крупнейшее значение имеют также работы А. М. Зайцева по синтезу третичных спиртов и А. Е. Фаворского по синтетической химии ненасыщенных органических соединений — основы производства синтетического каучука, пластмасс, искусственного волокна и т. д. Здесь нельзя не вспомнить о том, что синтез искусственного каучука и разработка метода его промышленного получения были впервые осуществлены С. В. Лебедевым в 1927 г. В последние годы советскому ученому Бреслеру удалось добиться синтеза простых белковых тел из продуктов их расщепления, использовав для этого высокое давление.

Мы уже говорили о том, что в состав белковой молекулы входит большое количество аминокислот. Этим объясняется разнообразие белков, их видовая специфичность. Белки отличаются крупными размерами своих молекул. Если молекулярный вес поваренной соли равен 58, глюкозы — 180, то молекулярный вес наиболее простых белков достигает 17 000. Однако это — низшая граница. В настоящее время выделены белковые соединения с молекулярным весом 5 000 000 и даже 15 000 000. Такие гигантские молекулы удается уже видеть и фотографировать при помощи электронного микроскопа.


Практические занятия медицинские биологические препараты для профилактики и лечения инфекционных заболеваний

Занятие 1-е. Вакцины и анатоксины.

Вопросы для обсуждения. 1. Искусственный иммунитет, активный и пассивный. 2. Препараты для создания искусственного активного иммунитета: вакцины и анатоксины. 3. Виды вакцин: живые, убитые и химические. 4. Способы приготовления вакцин. 5. Анатоксины нативные и очищенные, их получение и титрован...


Практические занятия вирусы

Занятие 1-е. Методы вирусологических исследований.

Вопросы для обсуждения: 1. Особенности биологии вирусов. 2. Принципы классификации вирусов. 3. Вирион, его строение, размеры и химический состав. 4. Микроскопические методы изучения морфологии вирусов. 5. Методы культивирования вирусов на культурах клеток, куриных эмбрионах, лаб...


Препараты для профилактики и лечения вирусных заболеваний

Препараты для профилактики и лечения оспы. Оспенная вакцина сухая — Vaccinum variolae siccum является живой вакциной. В зависимости от субстрата, на котором культивируют вирус, различают дермальную (культивирование на коже животных), тканевую (культивирование в клеточных культурах) и яичную или ововакцину (культивирование на куриных эмбрионах).

Возбудители основных вирусных заболеваний

Возбудитель оспы. Возбудитель оспы является одним из самых крупных вирусов (200—350 нм). Этот вирус может быть обнаружен в оптическом микроскопе при применении специальных методов окраски (тельца Пашена).

При натуральной оспе в эпителиальных клетках обнаруживаются внутриклеточные включения — тельца Гуарниери.



Категория: Общие вопросы биологии
Просмотров: 22 | Теги: углеводы в составе организма, дисахариды, биология, полисахариды, белки в составе организма, моносахариды, жиры в составе организма | Рейтинг: 0.0/0