Основные органические вещества живых организмов можно разделить на следующие большие группы, как липиды, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Все эти вещества обычно представлены очень большими молекулами, в
состав которых входят тысячи, десятки тысяч или даже миллионы атомов. Но их мы можем назвать биополимерами, потому состоят эти огромные молекулы из небольших компонентов, которые собраны в составе единой структуры.
Так, молекулы нуклеиновых кислот состоят из отдельных ну-клеотидив, молекулы белков - из аминокислот, а молекулы олиго-и полисахаридов - из моносахаридов. Большинство липидов образуются из глицерина и жирных кислот, но их будет рассмотрен отдельно. Помимо образования макромолекул малые биологические молекулы выполняют и различные специальные функции.
Моносахариды, или простые сахара, являются органическими соединениями с общей формулой (CH2O). В моносахаридов n может принимать значения от трех до семи. Все они имеют в своем составе гидроксильные группы, поэтому хорошо растворяются в воде. По количеству атомов углерода в молекуле моносахариды делятся на пять групп - триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и гептозы. Нуклеотиды являются мономерами нуклеиновых кислот, состоящих из моносахарида пентозы (рибоза в молекулах РНК и дезоксирибоза в молекулах ДНК), остатка фосфорной кислоты и азотистого основания. Из этих основ в состав РНК входят аденин (А), гуанин (Г), урацил (У) и цитозин (Ц), а в состав ДНК - аденин (А), гуанин (г), тимин (Т) и цитозин (Ц ). Кроме того, что нуклеотиды являются мономерами нуклеиновых кислот, они еще играют роль коферментов, без которых не может работать целый ряд важных ферментов. Еще одна функция нуклеотидов - образование макроэргических соединений путем присоединения остатков фосфорной кислоты. Именно в такой форме сохраняется и используется энергия, получаемая с пищей или производят путем фотосинтеза или химических реакций живые организмы. Циклические формы нуклеотидов играют важную роль в регуляции целого ряда процессов в клетках и организме в целом.
Аминокислоты - это группа карбоновых кислот, в состав которых помимо карбоксильной группы входят одна или несколько аминогрупп. В образовании белковых молекул участвуют только так называемые а-аминокислоты, в которых и карбоксильная и аминогруппа находятся у одного атома углерода. Их общая формула H2N - CHR - COOH, где R - это аминокислотный радикал. Всего для образования белков живые организмы используют двадцать аминокислот. То есть существует двадцать вариантов аминокислотного радикала.
При узаемодии между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой образуется так называемый пептидная связь, а дальнейшее увеличение этой цепи приводит к образованию молекулы белка (пептида). Кстати, некоторые аминокислоты организм человека не способен синтезировать самостоятельно. Такие аминокислоты называют незаменимыми. Они могут поступать в организм человека только с пищей. Незаменимыми аминокислотами являются валин, лейцин, изолейцин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан.