Вуглеводи: будова і функції

Назва «вуглеводи» походить від того, що більшість речовин цього класу є спо луками вуглецю та води і відповідають формулі (СН₂О) _п. Проте є вуглеводи, у яких співвідношення згаданих елементів дещо інше, а деякі з них містять також атоми азоту, фосфору чи сірки.

У тваринних клітинах вуглеводи присутні в незначній кількості (близько 1% сухої маси, в клітинах печінки та м'язів - до 5%), у рослинних їх значно більше (у листках, насінні, плодах - майже 70%, а у бульбах картоплі - до 90%).

Вуглеводи поділяють на три основні класи:

- моносахариди,

- олігосахариди,

- полісахариди.

Моносахариди, або прості цукри, мають загальну формулу С _п Н_{2 п} О _п.

За кількістю атомів вуглецю їх поділяють на:

- тріози (3 атоми), - тетрози (4),

- пентози (5), - гексози (6)....... - декоз и (10).

Моносахариди можуть існувати у двох формах:

1. лінійна (вуглеводний ланцюг відкритий);

2. циклічна (замкнений).

У природі найпоширеніші гексози, а саме глюкоза та фруктоза. Із пентоз відомі рибоза і дезоксирибоза, що входять до складу відповідно рибонуклеїнових (РНК) та дезоксирибонуклеїнової (ДНК) кислот.

Олігосахариди - полімерні вуглеводи, в яких моносахаридні ланки з'єднані ковалентним зв'язком. Серед олігосахаридів найпоширеніші дисахариди, які утворюються завдяки сполученню двох молекул моносахаридів.

Наприклад: - сахароза (складається із залишків глюкози та фруктози);

- лактоза (із залишків глюкози й галактози).

Дисахариди мають приємний солодкий смак, вони, як і моносахариди, добре розчиняються у воді.

Полісахариди – біомолекули з високим ступенем полімеризації. Молекулярна маса деяких із них може досягати кількох мільйонів. Полісахариди відрізняються один від одного не тільки складом мономерів, а й довжиною та ступенем розгалуженості ланцюгів. Полісахариди майже не розчиняються у воді і не мають солодкого смаку.

Один з найпоширеніших полісахаридів - крохмаль — складається із залишків глюкози. Він синтезується в клітинах рослин і відкладається в листках, насінні, бульбах тощо у вигляді зерен. Багато крохмалю є у насінні рису та бульбах картоплі. В клітинних стінках рослин міститься також целюлоза Переважно з целюлози складаються деревина, корок, бавовна.

У грибів, тварин і людини резервним полісахаридом є глікоген, який у тварин відкладається здебільшого у м'язах, а у хребетних - ще й у печінці.

Функції вуглеводів:

1) Енергетична функція. Полісахариди та олігосахариди розщеплюються до моносахаридів з наступним окисненням до СО₂ і Н₂О. При повному розкладі граму цих речовин вивільнюється 17,6 кДж енергії. Вуглеводи, на відміну від ліпідів і білків, здатні також і до безкисневого розщеплення, що має винятково важливе значення для організмів, які живуть в умовах дефіциту кисню (наприклад, паразити внутрішніх органів людини і тварин).

2) Будівельна функція. Вони входять до складу опорних елементів. Так хітин є головним компонентом зовнішнього скелета членистоногих. Клітинні стінки рослин, утворені з целюлози, захищають клітини та підтримують їхню форму.

Ліпіди

Структура та властивості.

Ліпіди – це низькомолекулярні речовини з гідрофобними властивостямим, тобто нерозчинні у воді. Ліпіди здатні створювати складні комплекси з білками, вуглеводами, залишками фосфорної кислоти тощо. Молекули ліпідів мають різну хімічну будову.

Серед ліпідів найпоширеніші жири. Вони є основною речовиною жирових включень клітин. їхній вміст у клітині становить від 5 до 15% її сухої маси, а у клітинах жирової тканини - до 90%. Підвищений вміст жирів у нервовій тканині. Жири є у молоці, у деяких рослин жирів багато в насінні та плодах (соняшник, волоський горіх, маслина тощо).

Фосфоліпіди - найбільша частина ліпідів, які входять до складу мембран. Звідси ясно, що основні функції мембран (регулювання проникності різних речовин і клітинного вмісту, функціонування іонних насосів, сприйняття, об роблення і передача всередину клітини інформації з її поверхні, імунна відповідь, синтез білків і багато іншого) здійснюються за участю фосфоліпідів.

Нейтральні ліпіди - це похідні вищих жирних кислот і триатомного спирту гліцерину.

До ліпідів також належать стероїди та воски. На відміну від жирів, ці сполуки не містять залишків жирних кислот.

Стероїди є важливим компонентом статевих гормонів, що виробляються корковим шаром надниркових залоз, вітаміну Б тощо.

Воски виконують захисну функцію.

1) У ссавців - вони змащують шкіру і волосся.

2) У птахів воски, які секретує куприкова залозанадають пір'ю водовідштовхувальних властивостей.

3) Восковий шар вкриває поверхню тіла наземних членистоногих, запобігаючи надмірному випаровуванню води.

4) З воску бджоли будують соти.

Функції ліпідів.

1) Енергетична. При повному розщепленні 1г жирів - 38,9 кДж енергії, тобто вдвічі більше, ніж при повному розщепленні такої ж кількості вуглеводів або білків, а також утворюється майже 1,1г води. Саме завдяки запасам жиру деякі тварини протягом досить тривалого часу обходяться без води. Наприклад, верблюди у пустелі можуть не пити 10-12 діб. Необхідну для життєдіяльності воду ці тварини дістають у результаті окиснення жиру.

2) Будівельна. Вони складають основу біологічних мембран, входять до складу нервових волокон тощо.

3) Захисна. Полягає в захисті органів від механічних пошкоджень (наприклад, нирки вкриті м'яким жировим шаром).

4) Теплоізоляційна Накопичуються у підшкірній жировій клітковині деяких тварин (китів, тюленів тощо. Так, у синього кита шар жиру у підшкірній клітковині може перевищувати 50 см.

Поиск по сайту: