Вы уже знаете из курса химии, все химические соединения подразделяются на неорганические и органические (вспомните, чем они отличаются).
Органические вещества - это соединения углерода с другими элементами, возникшие в живых существах или являются продуктами их жизнедеятельности. Органические соединения присутствуют в атмосфере, поверхностных и подземных водах, осадках, почвах и горных породах. В составе органических соединений преобладают органогенные химические элементы (водород, кислород, азот и Карбон). Ковалентно связанные атомы углерода образуют цепочки или ряды колец (так называемый скелет молекулы).
В состав клеток входят различные органические соединения: липиды, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и другие. Их молекулы могут иметь высокую молекулярную массу. В частности, молекулярная масса большинства белков составляет от 6000 до 1 000 000, некоторых нуклеиновых кислот - достигает нескольких миллиардов дальтонов (1 дальтон соответствует 1/12 атомной массы изотопа углерода 12С, т.е. 1,67 '10-24 г). Высокомолекулярные органические соединения могут состоять из большого количества одинаковых или разных по химическому строению звеньев (простых молекул - мономеров). Такие соединения называют биополимерами, или макромалекуламы. Например, молекулы белков состоят из остатков аминокислот, нуклеиновых кислот - из нуклеотидов, а сложных углеводов (полисахаридов) - из моносахаридов.
Биологически активные вещества (органические вещества - ферменты, гормоны, витамины, некоторые яды и др.) влияют на процессы обмена веществ и превращение энергии в целом или на отдельные их звенья. Многие из них осуществляют гуморальную регуляцию процессов жизнедеятельности различных существ.
Итак, запомните: органическими соединениями называют вещества, образованные атомами углерода, между которыми устанавливаются прочные ковалентные связи. Содержание органических соединений в клетках составляет в среднем 20-30%. Обзор основных классов органических соединений начнем с липидов.
Липиды - преимущественно гидрофобные органические соединения, которые растворяются в неполярных веществах (эфиры, хлороформе, ацетоне и др..). Молекулярная масса липидов обычно составляет 50-1500. Большинство липидов - производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов.
• Разнообразие липидов. Среди липидов различают простые и сложные. В простых липидов относятся вещества, которые построены из соединенных между собой остатков жирных кислот (или альдегидов) и спиртов, например жиры и воски.
Сложные липиды - соединения, образованные в результате взаимодействия молекул простых липидов с другими веществами. К ним относятся липопротеиды (соединения липидов и белков), гликолипиды (липидов и углеводов), фосфолипиды (липидов и ор-тофосфатнои кислоты).
Жиры - сложные эфиры, образованные трехатомных спиртом глицерином и тремя остатками жирных кислот. Они откладываются в виде жировых включений в растительных и животных клетках. Повышенное содержание жиров (до 90%) характерен для клеток почек, подкожной клетчатки, желтого тела членистоногих. У некоторых растений (подсолнечника, грецкого ореха, маслин и т.п.) жиров во семенах и плодах.
Воски выполняют основном защитную функцию. У млекопитающих воск выделяют Лоеве железы кожи: они придают коже эластичность и уменьшают износ волосяного покрова. У птиц воск секретирует копчиковая железа, расположенная над основанием хвоста. Ее секрет предоставляет перьевого покрова водоотталкивающих свойств (вспомните: эта железа хорошо развита именно у водоплавающих птиц). Восковой слой покрывает листья наземных растений и поверхность наружного скелета членистоногих - жителей суши, предотвращая избыточном испарение воды с поверхности тела. Хорошо развитые восковидильни железы, расположенные в брюшке медоносных пчел-работниц. Как вы помните, из воска пчелы строят соты (рис. 7.1). Воск широко используется в медицине, промышленности и других сферах деятельности человека.
Еще одна важная группа липидов - гидрофобные спирты стероиды. Карбоновый цепочку стероидов образует несколько колец, поэтому они относятся к так называемых циклических органических соединений. Стероидную природу, в частности, имеющих половые гормоны человека - эстрогены (женские) и андрогены (мужские), а также гормоны надпочечников (кортикостероиды) (рис. 7.2, 1).
Один из самых известных стероидов - холестерин. В организме млекопитающих и человека он служит предшественником при синтезе половых гормонов. В плазме крови холестерин находится в виде сложных эфиров с жирными кислотами, которые он транспортирует. Холестерин синтезируют клетки печени, он входит в состав желчи (рис. 7.2, 2). Вместе с тем это соединение попадает в организм и с жирной пищей. Избыток холестерина вследствие неправильного питания или повышенной функции печени нарушает нормальное функционирование организма человека.