9. Строение и свойства липидов. Основные функции липидов.

Липиды по химической природе – один из четырёх типов жизненно важных органических веществ. Они практически не растворяются в воде, т.е. являются гидрофобными соединениями, но образуют с Н2О эмульсию. Липиды растворяются в органических растворителях – бензоле, ацетоне спиртах и т.д. По физическим свойствам жиры бесцветны, не имеют вкуса и запаха.

По строению липиды – соединения жирных кислот и спиртов. При присоединении дополнительных групп (фосфора, серы, азота) образуются сложные жиры. Жировая молекула обязательно включает атомы углерода, кислорода и водорода.

Жирные кислоты – алифатические, т.е. не содержащие циклических углеродных связей, карбоновые (группа -СООН) кислоты. Отличаются количеством группы -СН2-.

Для липидов характерна низкая растворимость в воде и высокая в неполярных органических растворителях (эфире, бензоле и др.). В большинстве случаев липиды имеют растительное или животное происхождение, но иногда их получают синтетическим путем.

Функции липидов

1. Жиры и масла представляют собой форму, в которой сохраняется энергия во многих организмах, фосфолипиды и стероиды представляют собой основные структурные элементы биологических мембран.

2. Стероидные гормоны выполняют регуляторную функцию.

3. Хиноны в мембранах митохондрий и хлоропластов являются переносчиками электронов.

4. Жирные кислоты являются эмульсифицирующими агентами (детергентами), которые эмульгируют жиры в пищеварительной системе.

5. В сетчатке глаза ретиналь (липид, производное витамина А) играет роль светопоглощающего пигмента и принимает участие в передаче сигнала.

6. Освобождаемое при окислении жиров большое количество воды (при сжигании 1 г жира образуется 1,1 г воды) используется животными пустынь (верблюды) или впадающими в зимнюю спячку (сурки, суслики) для нужд метаболизма, поэтому эти животные могут длительное время обходиться без воды, используя свои жировые запасы. Таким образом, жиры могут служить также источником воды.

7. Теплоизоляционная функция: у животных нейтральные жиры откладываются в основном в подкожной клетчатке, где создают хороший теплоизоляционный слой, особенно развитый у морских млекопитающих — китообразных и ластоногих.

8. Откладываясь в полости тела вокруг внутренних органов (например, вокруг почек), жировая подушка защищает их от механических повреждений при движении, прыжках, ударах и т. д. (защитная функция).

9. Жирорастворимые витамины К, Е, D и А играют важные метаболические функции:

- витамин К необходим для свертывания крови;

- витамин Е играет функцию мембранного антиоксиданта и важен для размножения животных;

- витамин D необходим для минерализации костей (при его недостатке в детском возрасте возникает рахит — нарушение развития скелета);

- витамин А — предшественник ретиналя, компонента зрительного пигмента глаз.

10. Нуклеиновые кислоты. Общая характеристика. Роль нуклеотидов в энергетическом обмене.

Нуклеиновая кислота — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

Общие характеристики нуклеиновых кислот:

1) это высокомолекулярные линейные гетерополимеры с молекулярной массой 250 - 1,2 * 10⁵ кДа;

2) мономерными звеньями нуклеиновых кислот являются нуклеотиды (рис. 10), в состав которых входят:

- азотистые основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин, урацил);

- остаток пентозы (рибозы или дезоксирибозы);

- остаток фосфорной кислоты;

3) местами локализации ДНК являются ядро, митохондрии, пластиды, а местами локализации РНК - цитоплазма, рибосомы, а также ядро (временно), митохондрии и пластиды (с момента окончания их синтеза до выхода из органоида).

Не только нуклеиновые кислоты, но и составляющие их нуклеотиды играют важную роль в жизнедеятельности клетки. Это объясняется тем, что они способны образовывать макроэргические (высокоэнергетические) связи при присоединении дополнительно двух остатков фосфорной кислоты. Запасенная таким образом энергия может впоследствии расходоваться в различных процессах метаболизма. Универсальным накопителем энергии в клетках является аденозинтрифосфат (АТФ):

Гидролиз любой из двух макроэргических связей между остатками фосфорной кислоты приводит к выделению энергии порядка 80 кДж/моль:

АТФ + Н₂О;=2АДФ + Н₃РО₄ + 30 кДж.

Гидролиз идет легко, а чтобы из аденозиндифосфата вновь получить АТФ, надо затратить энергию. В природе имеются два основных источника этой энергии. В первую очередь, это солнечная энергия, используемая растениями в процессе фотосинтеза. Во-вторых, это энергия, получаемая в процессах окисления органических веществ в клетке при дыхании.