Биология: какие органические вещества и соединения входят в состав клетки

Каждый живой организм имеет клеточное строение. Каждая клетка имеет свои функции, состав и биохимические параметры. Какие органические вещества входят в состав клетки и обеспечивают ее жизнедеятельность. Внутри клеточной структуры содержится около 30 % органических веществ в виде полимеров и других молекул. Их характеристика будет представлена далее.

Особенности состава

В органический состав любой клетки входят биологические полимеры, которые выступают в качестве основы для прочих органических соединений. Создаются из атомов углерода, образующих прямые и разветвленные цепи и участвующих в формировании кольцевых структур органических соединений. Имеют различные виды и формы.

Примеры жизненно важных веществ:

• ферменты,
• витамины,
• полифенолы.

Для органических соединений характерна углеродная форма возникновения.

Это интересно! Из чего состоит нуклеотид и что это такое

Химический состав клетки

Цианиды — соединения с содержанием одновалентной цианогруппы;

• простые оксиды углерода,
• аллотропы углерода.

Среди основных органических веществ в клетке выделяются:

• белки,
• липиды (жиры),
• углеводы,
• нуклеиновые кислоты.

Каждое из них считается значимым клеточным компонентом, выполняющим свои функции.

Это интересно! Как устроены органеллы: строение и функции органоидов растительной клетки и животной

Углеводы

Образуются из органических полимерных и мономерных веществ. В их составе присутствуют кислород, водород и углерод. В результате углеводного расщепления выделяется жизненно важная энергия.

По химическому строению к классу углеводных соединений относятся:

• моносахариды,
• олигосахариды,
• полисахариды.

В группе моносахаридов (или простых углеводов), в зависимости от количества содержащихся в них атомов углерода, выделяются гексоза, триоза, пентоза и другие. Пентоза включает такие вещества, как дезоксирибоза и рибоза, которые входят в структуру ДНК И РНК.

Распространенные виды гексозы – глюкоза (энергетический источник всех живых клеток), фруктоза. Глюкоза содержится во фруктах, овощах, человеческой крови. Фруктоза присутствует в меде и фруктах.

Особенностью группы олигосахаридов является наличие 2 и более мономеров гексозы. Распространенные дисахариды – сахароза и лактоза.

Группа полисахаридов (или сложных углеводов) содержит в своем составе множество полимеров, в чьей структуре присутствует более двух мономеров гексозы. Растительный полисахарид – целлюлоза (или клетчатка). Примеры – гликопротеиды, гликолипиды, гликоген (крахмал животного происхождения, который образуется в печени), крахмал (встречается в животных и растительных клетках).

Большее число углеводов присутствует в составе растительных клеток, умеющих создавать углеводы в ходе фотосинтеза.

Основные функции углеводов: структурная, энергетическая и запасающая. Структурная функция в растительных клетках обеспечивается за счет полисахарида целлюлозы. Энергетическая состоит в накоплении запаса энергии и постепенном ее высвобождении для удовлетворения потребностей организма. В пределах растительных клеток накапливается крахмал (процесс происходит в период вегетации, отложения формируются в области луковиц и клубней). Животный организм восполняет энергетические потери за счет полисахарида гликогена, образующегося и сохраняющегося в печени. Процесс окисления углеводов происходит до воды и углекислого газа.

Липиды

В состав клетки входит такая группа веществ, как липиды — это совокупность жиров и жироподобных веществ (липоидов).

Для липидной биохимической группы присущи следующие черты:

• хорошая растворимость в органических веществах;
• нерастворимость в воде (гидрофобность): данная характеристика является отличительным свойством жиров.

По консистенции жиры имеют две формы:

1. Жидкую: встречается у растений.
2. Твердую: преобладает у животных.

Строение липидов

Какие функции в клетке выполняют:

• структурная: группа фосфолипидов лежит в основе построения клеточной мембраны;
• энергетическая: большая часть энергетического запаса образуется за счет окисления жиров, в итоге чего выделяется вода;
• запасающая: накопление жиров происходит в подкожной жировой клетчатке у позвоночных животных и отдельных растений;
• защитная / терморегуляционная: состоит в защите тканей от внешних повреждений и перепадов температуры, защита обеспечивается жировым слоем;
• теплоизоляционная: жировая прослойка подкожного жира обеспечивает сохранение тепла;
• электроизоляционная: слоем изоляции для нейронов выступает миелин, что ускоряет передачу нервных импульсов;
• гормональная: липиды входят в состав большинства гормонов, например, половых и кортизола (гормона надпочечников);
• питательная: из стероидов образуется витамин Д и желчные кислоты.

Жиры обычно относят к сложным эфирам, таким как глицерин и высшие карбоновые кислоты.

Это интересно! Каково значение гомеостаза и что это такое

Функции липидов

Белки

В клеточном развитии белки занимают главное место по значению и количеству внутри живой клетки, образуют ее сухую часть. Занимают 50 % всего состава, отличаются разнообразием. В человеческом организме присутствуют приблизительно 5 млн видов белковых соединений. Такое разнообразие обеспечивается за счет 20 аминокислот.

При термическом или химическом воздействии на белок происходит разрушение в молекуле бисульфидных и водородных связей. Такой процесс обуславливает белковую денатурацию, что приводит к изменению строения и функций клеточной оболочки.

Белки условно разделяется на классы:

• глобулярный: включает ферменты, антитела, гормоны;
• фибриллярный: состоит из коллагена, кератина, эластина.

Белок выполняет следующие функции:

• каталитическую: ускоряет протекание биохимических реакций, повышает уровень химической активности большинства органических веществ, биокатализаторы белковой природы – энзимы (или ферменты);
• строительную: участвует в процессе построения мембраны;
• сигнальную: молекула белка под воздействием внешних факторов подвержена обратимым изменениям. Раздражители термического, химического или физического характера меняют белковую молекулу и влияют на ее функционал;
• транспортную: белки крови осуществляют перенос неорганических и органических веществ к отдельным тканям и органам;
• защитную: состоит в выработке антител организмом как реакция на появление чужеродных агентов, способствует обезвреживанию инородных компонентов;
• энергетическую: энергия выделяется в ходе белкового распада до аминокислот, воды, углекислого газа, соединений азота.

Функции белков

Нуклеиновые кислоты

Присутствие нуклеиновых кислот важно для правильного развития и жизни клетки. Эти вещества устроены таким образом, чтобы иметь возможность сохранять и передавать наследственную информацию.

Нуклеиновые кислоты подразделяются на:

• дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), состоящую из нескольких нуклеотидных спиралей;
• рибонуклеиновую кислоту (РНК): схожа с ДНК, отличается молекулярной структурой, включающей урацил вместо тимина, углевод рибозу вместо дезоксирибозы. Нуклеотиды в ней сочетаются благодаря фосфорному остатку и рибозе.

Это интересно! Урок биологии: молекула АТФ – что это такое

Полезное видео: органические вещества клетки

Вывод

Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты — основные органические вещества клетки, которые отвечают за ее жизнеспособность и выполняют целый ряд важных функций.