- •1.1.Общая характеристика жизни.
- •1.1. Стратегия жизни. Приспособление, прогресс, энергетическое и информационное обеспечение
- •1.2. Свойства жизни.
- •1.3.Происхождение жизни
- •1.4.Происхождение эукариотической клетки
- •1.5.Возникновение многоклеточности
- •1.8.Особенности проявления биологических закономерностей у людей. Биосоциальная природа человека
- •2.Химические основы жизни.Биополимеры
- •2.1. Элементный состав биополимерев
- •2.2.Сахара и полисахариды.
- •2.2.2. Дисахариды и полисахариды
- •2.2.4. Крахмал
- •2.2.5.Пектин
- •2.2.6.Лигнин
- •2.3. Аминокислоты и белки
- •2.3.1.Белковые аминокислоты и полипептиды
- •2.3.2 Структура белков
- •2.3.3. Первичная структура
- •2.3.4. Вторичная и третичная структуры.
- •2.3.5.Четвертичная структура
- •2.5.Иерархия клеточной структуры.
- •2.4.1. Структурные элементы нуклеиновых кислот
- •2.4.2Хранение биологической информации, днк и рнк
- •3. Фермениты (энзимы) и их каталитическая активность.
- •3.1. Общие представления о ферментах как катализаторах
- •3.3.Кинетика простых ферментативных реакций с одним и двумя субстратами
- •3.4.Уравнение Михаэлиса-Ментен
- •4. Клетка – элементарная единица живого
- •4.1. Строение прокариотических и эукариотических клеток.
- •4.2.Практическое применение продуктов клеточного синтеза.
- •4.3.Поток информации в клетке
- •4.3.1. Поток биологической информации в клетке.
- •5.Метаболизм
2.2.Сахара и полисахариды.
Углеводами называют органические соединения общей формулы (СН20)п, где л»3. Эти соединения, содержащиеся во всех: животных, растительных и микробных клетках, выполняют функции как конструкционных элементов, так и резервных питательных веществ клетки. Формула (СН20)л достаточно точно отражает их состав и может использоваться в расчетах стехио метрии происходящих в клетке реакций и высвобождающейся при этом энергии.
В биосфере вещества углеводной природы (включая крахмал и целлюлозу) по массе превосходят все другие органические соединения, вместе взятые. В процессе фотосинтеза диоксид углерода под действием солнечного света превращается в простые сахара, содержащие от 3 до 9 атомов углерода (подробнее эти вопросы и другие проблемы биоэнергетики рассмотрены
Образующиеся моносахариды затем полимеризуются, превращаясь в вещества, удобные для построения конструкционных элементов клетки (целлюлоза) или для хранения резерва Сахаров (крахмал). Описанные процессы обеспечивают усвоение солнечной энергии и ее накопление в виде определенных хими ческих соединений для последующего использования. Подсчитано, что таким путем ежегодно трансформируется около 1018ккал энергии, что составляет около 0,1% от всей падающей на землю солнечной энергии. Само собой разумеется, что большая часть этих ежегодно поступающих 1018 ккал в конце концов вновь рассеивается в результате последующего окисления (в основном путем клеточного дыхания) до диоксида углерода.
2.2.1. D-Глюкоза и другие моносахариды
Моносахариды, или простые сахара, представляют собой простейшие углеводы. Моносахариды содержат от трех до девяти атомов углерода и выполняют роль мономерных звеньев при построении не несущих генетической информации биополимеров с молекулярной массой до нескольких миллионов.
Глюкоза, как и другие простые сахара, представляет собой производное полигидроксиуглеводорода (табл. 2.2) и в природных источниках всегда встречается в виде D-( + )-глюкозы, т. е. в виде оптического изомера, вращающего плоскость поляризации света вправо.
Хотя D-глюкоза по распространенности намного превосходит все другие моносахариды, в живых организмах встречаются и иные простые сахара (табл. 2.2). Все они имеют альдегидную или кетонную группу. В названии Сахаров сначала обычно указывается природа этой группы, а затем уже число углеродных атомов в цепи. Так, например, глюкоза называется альдогексо-зой; символ о обозначает определенный оптический изомер, в виде которого этот моносахарид практически всегда присутствует в живых системах (относительно оптической активности см. разд. 2.4).
В растворах D-глюкоза большей частью существует в виде циклического соединения, так называемой пиранозы, образующейся в результате взаимодействия альдегидной группы С-1 с гидроксилом при С-5 (обратите внимание на принятую систему нумерации шести атомов углерода, а также на символы а и р\ обозначающие пространственное положение гидроксильной группы при С-1).
Пятичленные сахара D-рибоза и дезоксирибоза являются основными компонентами мономерных звеньев нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и других биологически важных соединений, которые мы вкратце рассмотрим позднее.