Рівні організації живого.

Все різноманіття живого на нашій планеті можна умовно розбити на рівні організації за складністю та надійністю його функціонування. Прояви життя забезпечуються перш за все на молекулярному рівні. Процеси життєдіяльності, що протікають на рівні молекул, вивчає молекулярна біологія. Людство вже має певні успіхи в спробах розібратися в складних механізмах метаболізму. Так розкрито структуру основних органічних компонентів – білків, жирів, вуглеводнів, нуклеїнових кислот, вивчені деякі метаболічні шляхи основних реакцій анаболізму та катаболізму, стає зрозумілим складний механізм спадковості та мінливості.

Вся багатогранність молекулярних взаємодій в живих системах обднується в клітині. Тому клітинний рівень організації вважається основним для проявів живого. Саме на рівні клітин відбувається той впорядкований метаболізм та перетворення енергії, які забезпечують явище життя.

При об‘єднанні клітин у групи, що виконують певні функції, виникають тканини – тобто тканинний рівень організації. Тканини об‘єднуються в органи, а органи в системи органів. Часто в біології ці рівні організації виділяють окремо – тканинний та органний. Але, звичайно, ні тканини ні органи, ні, навіть системи органів не здатні самостійно забезпечити метаболізм.

Наступний рівень організації живого, який має всі властивості живого – організменний. Саме у вигляді організмів існують живі системи. Причому вони можуть складатися лише з однієї і водночас з мільярдів клітин.

Організми, пройшовши довгий і складний шлях еволюції, набули великого різноманіття. Але для підтримання неперервності життя вони повинні розмножуватись. Вся сукупність схожих між собою організмів, а головне здатних до розмноження об‘єднують у види. Особини одного виду мешкають на певній території або ареалі. В межах ареалу вид розбивається на групи в залежності від умов існування – популяції. Такий рівень організації живого називають популяційно-видовим.

В реальному житті на певній території мешкає не один вид, а їх сукупність. Така сукупність різних видів із складними харчовими стосунками та разом з неживою природою створює екосистеми. Такий рівень організації живого називають екосистемним, якому притаманний власний колообіг речовин та потік енергії. Часто він носить назву біогеоценотичний – від досить застарілого терміну “біогеоценоз”, яким позначали взаємовідносини живого з неживим та живого з живим.

Вся сукупність екосистем нашої планети об’єднують в біосферу, а такий рівень організації живого називають біосферним. Біосфера планети Земля є єдиною відомою людству. Прояви життя на інших планетах поки що невідомі, тому стан нашої біосфери повністю залежить від нашого до неї відношення. Наша планета мчить у просторах Всесвіту вкрита тонким шаром атмосфери під яким вирує життя. Це наш єдиний дім в холодному мороці Космосу і від нас залежатиме, чи зазнаємо космічної катастрофи, чи збережемо його для себе і нащадків.

Загальна біологія, яка вивчається в школі, включає основні біологічні теорії – клітинну теорію, теорію еволюції, цитогенетику, екологію, молекулярну біологію. Щоб зрозуміти основні положення теорії, необхідно вивчити необхідну кількість наукових фактів та зрозуміти їх підпорядкованість та взаємозв’язок. Крім цього, біологія має свої терміни, визначення, які також необхідно знати, щоб успішно орієнтуватись в складних біологічних явищах.

Розділ 1. Основи молекулярної біології.

Сучасна біологія не є окремою наукою, а об’єднує цілий комплекс наук, які вивчають різноманітні прояви живого. Кожна з цих наук досліджує свою певну ділянку біологічних явищ, часто розкриває занадто специфічні властивості окремих живих об’єктів. Але основні прояви живого відбуваються на мікрорівні, тобто на рівні клітини. Звичайно дослідження на такому рівні стали можливими лише з винайденням мікроскопу. Вам добре відома історія відкриття самої клітини, опису її будови та намагання зрозуміти функціонування як окремих органоїдів, так і клітини в цілому. Ця наукова галузь біології отримала назву цитологія (). Майже до середини ХХ століття цитологи вивчали, в основному, морфологію клітини. Винайдення в 30-ті роки електронного мікроскопу різко розширило можливості збільшувальних пристроїв. Тепер дослідження впритул наблизилися до розмірів окремих, так званих макромолекул, тобто молекул з великою молекулярною масою. Зокрема це молекули нуклеїнових кислот та білку, складні полімери вуглеводів. Поступово цитологічні дослідження перестають бути суто біологічними. Тепер до біологів підключаються хіміки і, навіть, фізики і, відповідно, виникають біохімія та біофізика. Вивчення клітини переходить на новий рівень – на рівень молекул, а вся сукупність таких наукових досліджень отримала назву молекулярної біології.

Успіхи сучасної молекулярної біології вражаючі. Людство повільно, але впевнено пізнає найтонші молекулярні механізми життя клітини і на основі цих знань намагається підпорядкувати свідомому керуванню надскладні метаболічні процеси.

В даному розділі будуть розглянуті найбільш загальні закономірності молекулярної біології – хімічний склад клітин, загальні принципи реакцій анаболізму та катаболізму. Тобто, як ви здогадалися, будуть розглянуті молекулярні основи метаболізму клітини, що визначає розуміння проявів життя на рівні сучасної науки.

Глава 1. Малі та великі молекули.

На нашій планеті зустрічається близько 100 хімічних елементів, але для живих організмів мають значення лише 16 з них. Це головні елементи органічних сполук – Н – водень, С – вуглець, N – азот, О – кисень, Р – фосфор, S – сірка; йони – Na⁺, Mg²⁺, Cl^-, K⁺, Ca²⁺; мікроелементи – Мn - марганець, Fe – залізо, Co - кобальт, Cu – мідь, Zn – цинк – зустрічаються в кожному організмі, а B - бор, Al – алюміній, Si – кремній, V – ванадій, Mo – м олібден, I – йод – необов’язкові. Найбільш поширені чотири з них – це водень, вуглець, кисень, азот, які складають 99% з усіх хімічних елементів, присутніх в живому.

Звичайно елементи перебувають або у вигляді іонів або поєднуються у сполуки. Серед сполук найбільше міститься води – від 60 до 95% загальної маси організму. Інші біологічні сполуки не чисельні і побудовані з диоксиду вуглецю (СО₂), азоту та води. Це вуглеводи (моноцукри), амінокислоти, жирні кислоти, гліцерол, холін, азотисті основи або нуклеотиди. З цих малих молекул будуються значно складніші молекули – макромолекули білків, поліцукрів, нуклеїнових кислот, ліпідів. Вважається, що прості молекули могли синтезуватися у так званому “первісному бульйоні” ще до появи життя на Землі, а потім, об’єднуючись у складні полімери зумовили виникнення життя. Розглянемо будову та функції простих і складних біологічних молекул.

Вода.

У нашій свідомості вода настільки є звичайною сполукою, що ми практично не звертаємо на неї уваги. Дійсно вода оточує нас скрізь – ми вживаємо її разом з їжею, п’ємо, миємось, з її допомогою позбавляємось від відходів, при тривалій спеці з надією виглядаємо дощу тощо. Але вода має дивні властивості, які зумовлюють підтримання життя на нашій планеті. Такі властивості зумовлені структурою її молекул.

З хімії вам відомо, що емпірична формула води записується як Н₂О. Тобто на два атоми водню припадає атом кисню. Кожний з цих двох атомів водню зв’язаний з атомом кисню ковалентно (мал.1). Але найважливішим є те, що водні розташовуються під кутом близько 105⁰.

Рис.1. Молекула води. Атоми водню з’єднані з атомом кисню ковалентно. Сама молекула вигнута під кутом 105⁰, що зумовлює її дипольність.

Відповідно позитивні заряди протонів зміщуються в один бік, а негативні заряди електронів кисню – в інший. Виникає відоме у фізиці явище дипольності – зарядженості молекули води. Часткові заряди молекули води зумовлюють притягування їх одне до одного, з утворенням водневих зв’язків. Завдяки таким зв’язкам вода утворює так звані молекулярні агрегати, або асоціації (мал.2). Ці агрегати у рідкій воді неміцні. Водневі зв’язки швидко руйнуються, але і швидко виникають.

Мал.2. Окремі молекули води об’єднується в агрегати, утворюючи водневі зв’язки між частково позитивними та частково негативними зарядами.

Така особливість будови води зумовила ряд особливих її властивостей, що є важливими для живих організмів.

1. Завдяки дипольності молекули води здатні злипатися між собою (рис.3). Таке явище носить назву когезія. Якщо вони злипаються з іншими речовинами – адгезія. Наприклад, завдяки когезії та адгезії вода здатна підніматися в судинах рослин на будь-яку висоту, випаровуючись через продихи.

Рис. 3. Різні варіанти “злипання” полярних молекул води (когезія)

На поверхні вода утворює поверхневе натяжіння, яке зумовлене когезією молекул. Це явище часто використовують дрібні тварини, вільно пересуваючись поверхнею води. Яскравим прикладом є клопи-водомірки. Адгезія забезпечує капілярні властивості води. В цьому випадку молекули води прилипають до поверхні іншого матеріалу і втягують за собою інші молекули. Це явище можна спостерігати в скляній трубочці або на волокнах паперу. Капілярні утвори ґрунту сприяють підйому і випаровуванню води.

2. Вода – унікальний розчинник. В ній розчиняється більше речовин, ніж в будь-якому іншому розчиннику. Завдяки полярності (дипольності) молекули води начебто “розривають” полярні молекули речовини, що розчиняється. Це явище носить назву дисоціації, а її ступінь визначається величиною рН. Таким чином, більшість водних розчинів являють собою суміш позитивних та негативних іонів. Тепер виникає можливість “керування” цими зарядженими частинками, використовуючи їх енергію для підтримання метаболізму. По-іншому поводять себе у воді неполярні речовини. Вони утворюють з водою так звану поверхню поділу. Всі, мабуть, спостерігали таке явище при утворенні жирових плям, де взаємодіють полярні молекули води та неполярні молекули олії. В цьому випадку спостерігається явище гідрофобності. Саме при гідрофобних взаємодіях протікає більшість хімічних реакцій в клітині, тому мембрани клітин побудовані переважно з ліпідів.

3. Вода має високу теплопровідність, тобто теплота швидко розповсюджується по всій її товщі. Ця властивість забезпечує рівномірність нагрівання всіх структур клітини і перешкоджає виникненню перегріву в місцях вивільнення енергії, наприклад, в мітохондріях. Завдяки високій теплопровідності води біохімічні процеси протікають в меншому інтервалі температур і більш надійно.

4. Висока температура кипіння води забезпечує збереження її агрегатного стану в живих організмах. Адже лише при сильному нагріванні молекули води відокремлюється і переходять в газоподібний стан. Але живим мешканцям нашої планети руйнування звичного стану води не загрожує, оскільки її критичне нагрівання в природних умовах майже відсутнє.

5. Вода має високу теплоту випаровування. Ця властивість використовується живими організмами для терморегуляції. На власному прикладі ви можете в цьому переконатися, спостерігаючи в спекотну погоду рясне виділення поту на поверхні шкіри.

6. При замерзанні вода поводить себе незвичайно. Найбільшої щільності вона досягає при +4⁰ С, а в проміжку між +4⁰ С та О⁰ розширюється, утворюючи кристали льоду. У твердій воді відстань між молекулами більша, ніж в рідкій, тому лід легший за рідку воду. Про це свідчить те, що водойми замерзають зверху, даючи можливість більшості мешканців помірних широт успішно зимувати. А утворення кристалів льоду у клітині призводить до руйнування її тонких мембранних структур, що є звичайно негативним. Але більшість організмів в процесі еволюції виробили спеціальні речовини, які діють за принципом антифризу, тобто знижують температуру замерзання цитоплазми. Тканини зимуючих рослин взагалі не руйнуються при зниженні температури. Нарешті теплокровні тварини підтримують сталу температуру тіла, протистоячи зимовим холодам.

7. Вода як необхідний метаболіт. В живих системах вода використовується, наприклад, як джерело протонів водню при фотосинтезі, а при клітинному дихання навпаки утворюється метаболічна вода.

8. Вода як фактор в еволюційних процесах. З наявністю або відсутністю води пов’язане виникнення у організмів різноманітних пристосувань. Наприклад, еволюція запліднення у рослин від рухливих гамет у водному середовищі до пилку та насінного зачатку у наземних насінних рослин; пристосування до утримання та нагромадження води у ксерофітів, тварин, що мешкають у пустелі тощо.

Таким чином, вода є тим необхідним середовищем в якому протікають хімічні процеси, що обумовлюють явище життя. Які ж речовини є найнеобхіднішими в побудові структур живого та підтримання їх функцій? Насамперед це вуглець, сполуки якого зумовлюють утворення біологічних молекул.

Вуглець.

Звичайно для виникнення і існування життя однієї води недостатньо. Вся сукупність метаболічних процесів в живих організмах припускає безліч різноманітних перетворень хімічних сполук. Тому біологічні молекули повинні мати властивість швидкої перебудови, розпаду та синтезу. Найбільше відповідають цим вимогам молекули, побудовані на основі вуглецю. Властивості цього хімічного елемента обумовлені здатністю утворювати чотири ковалентних зв’язки (рис.4). Крім того атоми вуглецю здатні об’єднуватися в довгі ланцюги і часто з додатковими бічними ланцюгами. В інших випадках ланцюги з’єднуються в так звані кільцеві структури. Такі ланцюги та кільця складають основу органічних молекул. Слід зауважити, що раніше вважали, що органічні молекули притаманні лише живим організмам, тому вони і отримали назву органічних речовин. З неорганічних речовин відомий, наприклад, диоксид вуглецю – СО₂. Цілий ряд інших неорганічних речовин також присутні в живому – вода, хлористий натрій тощо. В умовах виникнення та еволюції життя на нашій планеті лише вуглець був здатний утворювати різноманітні стійкі сполуки, що відповідали необхідним вимогам.

Рис.4. Важлива для живих організмів властивість вуглецю – здатність утворювати прості, розгалужені та циклічні (замкнуті) ланцюги.

Прості ланцюги вуглецю, у кількості близько 30-ти атомів, приєднуючи атоми різних хімічних елементів, утворюють так звані малі органічні молекули клітини. Їх молекулярна маса від 100 до 1000. Крім того, такі прості комбінації атомів, як метильні групи (¾ СН₃), гідроксильні (¾ ОН), карбоксильні (¾ СООН), аміногрупи (¾ NH₂) можуть включатися в біологічні молекули і багато разів комбінуватися та повторюватися в них. Кожна з цих груп має певні хімічні і фізичні властивості, які визначають властивості молекул, до складу яких вони входять. Як вже мова йшла вище, малі органічні молекули утворюють, в основному, чотири типи молекул: прості цукри, жирні кислоти, амінокислоти та нуклеотиди. Саме на ці сполуки припадає більша частина маси клітини.

Малі органічні молекули здатні з’єднуватися, утворюючи більш крупні молекули – так звані полімери або макромолекули. Якщо порівнювати цей процес з будівництвом, то малі органічні молекули – це своєрідні будівельні блоки, які носять назву мономерів. Організм будує свої полімери з мономерів. Цей процес оборотний, тобто полімери можуть руйнуватись до мономерів. Яскравим прикладом цього може слугувати травлення. Тут із складних полімерів їжі (білки, вуглеводи) під дією травних ферментів утворюються відповідні мономери – амінокислоти та глюкоза. Ці мономери транспортуються в клітини, де з них знову синтезуються білки та вуглеводи, але властиві саме даному організму. Такі ж самі процеси протікають і безпосередньо в клітині. Старі відпрацьовані структури руйнуються, а потім знов використовуються в будівних процесах.

В усіх живих організмах розрізнюють чотири класи органічних сполук: вуглеводи, жири, білки та нуклеїнові кислоти. Розглянемо послідовно їх будову та функції.

Вуглеводи.

Будова вуглеводів. Вуглеводи здатні утворювати полімери. Мономерами таких полімерів є прості цукри, або моноцукри. Це сполуки із загальною хімічною формулою (СН₂О)_n, де n – будь-яке число від 1 до 7. Найпростішими з них є тріози, які містять три атоми вуглецю, тобто n дорівнює 3. Як приклад можна назвати гліцеральдегід (альдоза), дигідроксиацетон (кетоза), фосфогліцеринова кислота (ФГК), фосфогліцериновий альдегід (ФГА) тощо (рис.5).

Рис.5. Найбільш прості цукри, до складу яких входить три вуглецевих атоми.

Тріози зустрічаються як проміжні продукти в процесах клітинного дихання, фотосинтезу, беруть участь у синтезі ліпідів.

Відповідно, якщо цукри містять чотири вуглецевих атоми, то їх називають тетрози, 5 – пентози, 6 – гексози, 7 – гептози (рис.6). Так тетрози (С₄Н₈О₄) зустрічаються в природі дуже рідко і переважно у бактерій. Пентози (С₅Н₁₀О₅), наприклад рибоза, рибульоза, є складовими частинами нуклеїнових кислот, ферментів, поліцукрів.

Рис. 6. Хімічна будова моноцукрів: пентоз (рибоза) та гексоз (глюкоза і фруктоза).

Гексози найбільш поширені і відомі майже кожній людині. Такий відомий цукор, як глюкоза є джерелом енергії в клітині, є вихідною речовиною при синтезі поліцукрів.

Також пентози та гексози можуть утворювати кільця.

Полімерні цукри. Гексози можуть з’єднуватися одне з одним, утворюючи дицукри, тобто цукри, що складаються з двох мономерів. Дві молекули глюкози дають мальтозу, а глюкоза і галактоза – лактозу. Найвідомішим дицукром є сахароза, яка складається з глюкози і фруктози. Її формула має такий вигляд: С₁₂Н₂₂О₁₁.

Рис. 7. Розпад сахарози на молекулу глюкози та фруктози (наприклад, цей процес відбувається при травленні цукрів під дією ферменту мальтази).

Солодкий смак цукрів з’являється у гексоз, а найбільше виражений у сахарози. На Україні сахарозу отримують з цукрового буряка, після чого вона потрапляє на наш стіл. Звичайно важливість цього харчового продукту неможливо переоцінити.

Подальше приєднання молекул гексози, а саме глюкози, утворює полімерні молекули – поліцукри (рис.8).

Рис.8. З’єднання моноцукрів у молекули поліцукрів: целюлоза, крохмаль і глікоген утворені глюкозою, але мають різну ступінь галуження.

Серед поліцукрів слід в першу чергу відзначити крохмаль. Ця речовина – головний запас енергії у рослин. У тварин таку ж функцію виконує глікоген. Крохмаль запасається у вигляді крохмальних зерен. Їх можна легко побачити під мікроскопом, розглянувши м’якуш бульби картоплі.

Глікоген міститься переважно в клітинах печінки і м’язів, де є джерелом глюкози для забезпечення клітинного дихання. Цей поліцукор, окрім клітин тварин, зустрічається в клітинах грибів.

Целюлоза є рослинним полімером. За загальною масою це найпоширеніша органічна сполука на нашій планеті. З целюлози побудована клітинна стінка рослин, що надає міцності механічним тканинам, сприяє транспорту речовин. Крім того целюлозою живляться бактерії, гриби, тварини, але фермент целюлаза, який розщеплює цей поліцукор до глюкози зустрічається в природі нечасто. Тому тварини і людина не здатні перетравлювати целюлозу. Лише у жуйних тварин симбіотичні бактерії кишечнику здатні отримувати глюкозу. Целюлоза відіграє значну екологічну роль в екосистемах, створюючи запас вуглецю внаслідок повільного розпаду. З целюлози людство отримує бавовняну тканину та папір.

Такий поліцукор, як калоза утворюються в рослинних організмах, нагромаджуючись у ситовидних трубках флоеми.

До поліцукрів можуть приєднуватися інші речовини, зокрема цукристі спирти та кислоти. В цих випадках вони утворюють особливі речовини – мукополіцукри. До них належить хітин, який схожий з целюлозою. Цей мукополіцукор міститься у клітинній стінці грибів та утворює зовнішній скелет членистоногих.

Функції цукрів в клітині найрізноманітніші, але головними є: енергетична – як джерело енергії при клітинному диханні (глюкоза); запасаюча – у вигляді запасаючих речовин крохмалю та глікогену; структурна – входять до складу клітинних стінок рослин та грибів (целюлоза і хітин), нуклеїнових кислот (пентози).

Рис. 9. Функції цукрів у клітинах прокаріотів та еукаріотів.

Ліпіди.

Ліпіди або жири більш різноманітні за складом і будовою ніж вуглеводи. Але для них характерне одне – їх молекули неполярні і, відповідно, нерозчинні у воді. Тобто вони гідрофобні (гр. hydor - вода + гр. phobos – страх, лякливість), тобто відштовхують воду і розчиняються лише в неполярних рідинах – ефірах, спиртах, хлороформі тощо. На відміну від гідрофобності про полярні молекули, які розчинні у воді, кажуть, що вони гідрофільні (гр. hydor - вода + гр. phileo – люблю), тобто полюбляють воду.

Будова ліпідів. Переважна більшість ліпідів складається з жирних кислот та триатомного спирту гліцеролу. Молекули жирних кислот невеликі і являють собою довгий ланцюг, що складається з атомів вуглецю та водню. На одному з кінців такого ланцюга розташована карбоксильна група (¾СООН) (рис.9). Жирні кислоти бувають насиченими та ненасиченими. В насичених жирних кислотах всі зв’язки між атомами вуглецю одинарні, а у ненасичених може бути один або кілька подвійних зв’язків. Тому ці кислоти і називають ненасиченими, оскільки по місцю подвійних зв’язків можуть приєднуватися додаткові атоми водню.

Жирні кислоти неполярні і при взаємодії з водою розташовуються на її поверхні. Ця властивість використовується в живій клітині при утворенні мембран, які поділяють її вміст на окремі відсіки або компартменти.

Рис. 9. Хімічна будова жирних кислот. Стеаринова та пальмітинова кислоти – насичені, а олеїнова – ненасичена, оскільки має подвійний зв’язок. По місцю подвійного зв’язку молекули жирних кислот вигинаються.

Іншою складовою частиною ліпідів є гліцерол. До нього приєднуються три залишки жирних кислот з утворенням так званого триацилгліцеролу (рис.10). Такі сполуки спирту з кислотами називають складними ефірами, тому ліпіди ще називають складними ефірами жирних кислот. Гліцерольну частину молекули називають “голівкою”, а залишки жирних кислот – “хвостами”.

В залежності від молекулярної маси ліпіди мають різний агрегатний стан. Так ліпіди з низькою молекулярною масою при кімнатній температурі рідкі і їх називають оліями. Олії складаються переважно з ненасичених жирних кислот і утворюються в рослинних організмах. З рослинних ліпідів ”найважчим” є жир з плодів какао, який нам відомий як шоколад. Високомолекулярні ліпіди тверді і тоді про них кажуть, що це жири. Природні жири мають тваринне походження і складаються з насичених жирних кислот.

Рис.10. Будова ліпідів. Більшість ліпідів є похідними триатомного спирту гліцеролу та жирних кислот, які з’єднуються за допомогою ефірних зв’язків.

Інші ліпіди. Схожі з триацилгліцеролами фосфоліпіди. В молекулах цих сполук один із залишків жирних кислот замінений на залишок фосфорної кислоти. Завдяки цьому така молекула набуває негативного заряду (рис.11).

Рис.11. Схема будови фосфоліпіду: “голівка” фосфоліпіду стає гідрофільною, оскільки негативні заряди фосфатного залишку заряджені, а “хвости” залишаються гідрофобними.

Молекула фосфоліпіду поєднує дві протилежні властивості – гідрофільність і гідрофобність. Надалі, при знайомстві з будовою та функціями клітинних мембран, стане зрозумілим біологічне значення цього явища.

Іншою похідною сполукою ліпідів є стероїди (рис.12).

Рис. 12. Різні похідні ліпідів: гормони, стероїди, вітаміни.

Їх характерною ознакою є наявність системи з 4-х вуглеводневих кілець замість жирних кислот. Стероїди є основою для побудови, наприклад кортизону та статевих гормонів. Часто такі гормони використовуються як допінгові речовини, оскільки вони різко підсилюють метаболізм клітин. Але треба мати на увазі, що така штучна стимуляція метаболізму має побічні дії і підчас не передбачуваних напрямків, особливо стосовно статевої сфери життєдіяльності організму. Важливим тваринним стероїдом є холестерол, який входить до складу клітинних мембран. Але його надлишок призводить до утворення жовчних каменів, відкладання так званих склеротичних “бляшок” на стінках кровоносних судин, що зумовлює виникнення серцево-судинних захворювань.

Завдяки нерозчинності ліпідів у воді вони є головними складовими клітинних мембран (рис. 13).

Рис. 13. Схема будови фосфоліпідної структури клітинної мембрани.

Такі мембрани поділяють вміст клітини на окремі відділи, або компартменти (від чеської – квартира). Компартменти відокремлюють ділянки цитоплазми, забезпечуючи їх не змішуваність. Таким чином клітина являє собою набір окремих ізольованих “ємностей” з окремими наборами ферментів. Це дозволяє здійснювати різні метаболічні процеси в різних ділянках цитоплазми одночасно.

До ліпідів відносять воски, які притаманні рослинним та тваринним організмам. Ці речовини мають водовідштовхуючу властивість і ними утворені різні захисні кутикулярні покриття – вкривають листки, плоди, насіння, шкіру тварин, пір’я, вовну. З воску бджоли будують стільники. Можна відзначити наступні воски:

Віск - складний ефір жирних кислот і довголанцюгових| спиртів. У тварин і рослин віск використовуються як водовідштовхувальне покриття. Амбра – воскоподібна речовина, що утворюється в травному тракті кашалота. Амбра використовують в парфюмерії в якості закріплювачу аромату духів. Кутин – воскоподібна речовина, що виділяється епідермісом листя рослин. Кутин перешкоджає втраті води поверхнею листа. За хімічною природою кутин - суміш вищих жирних кислот і їх ефірів. Ланолін (від лат. Lana – вовна + Oleum – олія) – тваринний віск, що є в'язкою білою або ясно-жовтою масою. Ланолін отримують очищенням вовняного воску, який екстрагують органічними розчинниками з шерсті овець. Ланолін служить основою мазей і косметичних кремів. Бджолиний віск – жироподібна речовина, що виділяється восковими залозами робочих бджіл і вживане ними для побудови стільників. Бджолиний віск використовується в медицині і косметиці для виготовлення вощини.Начало формыСпермацет Спермацет – воскоподібна речовина, що знаходиться в особливому фіброзному мішку в голові кашалота.У парфюмерії і косметиці сперматоцит використовують як основу кремів і мазей. У медицині сперматоцит застосовують при лікуванні шкірних захворювань.Шелак Шелак (голл|. Schellak ) – воскоподібна речовина, що виділяється тропічними комахами з родини лакових червеців. Шелак застосовується для виготовлення спиртових лаків і політур.

Терпени – речовини, які зумовлюють аромат ефірних олій, наприклад, ментол у м’яти, камфора тощо. Крім того існують сполуки ліпідів з вуглеводами – гліколіпіди, які входять до складу клітинних мембран, мембран хлоропластів. Сполуки ліпідів з білками – ліпопротеїни – також є складовою частиною клітинних мембран. У такому вигляді ліпіди транспортуються в нашому організмі кров’ю та лімфою.

Функції ліпідів. Ліпіди – це головна форма запасу енергії в тваринних організмах. Головна їх перевага полягає в здатності зберігатися в концентрованому вигляді без води. Необхідно взяти до уваги, що будь-який надлишок цукрів в організмі і який не використаний для отримання енергії, швидко перетворюється у жир. Частина ліпідів використовується для синтезу гормонів та вітамінів.

Особливо важливе нагромадження жирів у тварин, що зимують та впадають у сплячку. У водних ссавців жир утворює товстий теплоізоляційний прошарок. Крім того жири легші за воду і надають тваринам більшої плавучості. Деякі мешканці пустель, наприклад верблюди, отримують воду завдяки утворенню метаболічної води при окисленні запасних жирів.

Дата добавления: 2015-12-08