Białka stanowią największą grupę związków , wchodzących w skład żywych organizmów. Podstawowymi elementami składowymi białek są aminokwasy. Są to związki utworzone głównie z atomów węgla, wodoru, tlenu, azotu i siarki.
Białka składają się z dwudziestu aminokwasów. Cechą wspólną dla tej grupy związków jest posiadanie dwóch rodzajów grup funkcyjnych, takich jak grupa karboksylowa -COOH oraz aminowa -NH2. Aminokwas posiada także resztę aminokwasowi, która stanowi boczny łańcuch i nadaje dodatkowe właściwości aminokwasom. Do najprościej zbudowanych aminokwasów należy alanina i glicyna.
Białka charakteryzują się czterema stopniami złożoności:
- struktura pierwszorzędowa białka, jest to kolejność aminokwasów, ułożona liniowo, która determinowana jest przez informację zawartą w DNA;
- struktura drugorzędowa, tworzy się ona poprzez zwinięcie struktury pierwszorzędowej w helisę, trwałość tej strukturze zapewniają wiązania wodorowe, które w czasie działania niektórych czynników fizycznych i chemicznych mogą ulegać rozerwaniu, i spowodować tym samym nieodwracalną destrukcję helisy, proces ten nazywamy denaturacją białka;
- struktura trzeciorzędowa, jest to kolejne zwijanie się oraz fałdowanie heliksu w przestrzeni, możliwa jest ona dzięki występowaniu wiązań disiarczkowych, utrzymujących i stabilizujących cząsteczkę białka, dzięki takiemu ułożeniu białko osiąga bardziej zwartą budowę i dodatkowo nabiera określonych właściwości biologicznych;
- struktura czwartorzędowa, określamy nią sposób łączenia struktur białkowych, struktura ta dotyczy białek złożonych, w skład których wchodzi więcej niż jeden łańcuch polipeptydowy, struktura ta określa wzajemne położenie łańcuchów względem siebie w przestrzeni.
Pod względem budowy i składu białka dzielimy na złożone oraz proste.
Białka proste to proteiny, zbudowane tylko z aminokwasów. Natomiast w skład białek złożonych ( proteidy) oprócz łańcuchów polipeptydowych występują także części niebiałkowe, nazywane grupami prostetycznymi.
Tłuszczowce.
Lipidy czyli tłuszczowce są to estry kwasów tłuszczowych takich jak kwas stearynowy czy palmitynowy z alkoholem, którym jest zazwyczaj glicerol.
Tłuszcze rozpuszczają się w organicznych rozpuszczalnikach takich jak benzyna czy eter. Związki te występują w kilku postaciach:
- tłuszcze stałe ( łój, woski roślinny i zwierzęcy),
- tłuszcze ciekłe ( oleje roślinne, tran),
Dokonując bardzo ogólnego podziału tłuszczy możemy je podzielić na roślinne i zwierzęce. Grupy te różnią się od siebie pod względem chemicznym, który wpływa w znaczny sposób na ich właściwości dietetyczne i fizykochemiczne.
Tłuszcze pochodzenia zwierzęcego poza tranem rybim są glicerydami nienasyconych kwasów tłuszczowych.
Funkcje tłuszczy w przyrodzie:
- tłuszcze są cennym materiałem odżywczym, budulcowym i energetycznym zwierząt, roślin i człowieka, ich rozpad dostarcza bowiem dwa razy więcej energii w porównaniu do glukozy,
- są substancjami zapasowymi roślin, spotykamy je w nasionach, korzeniach i kwiatach,
- stanowią ochronę przed utratą wody oraz przed czynnikami chemicznymi i termicznymi ( woski),
- są to substancje zapasowe dla zwierząt, szczególnie tych, które zapadają w sen zimowy, czy hibernację ( niedźwiedź, borsuk, suseł),
- tworzą warstwę termoizolacyjną, która chroni przed niską temperaturą , warstwy tłuszczu izolacyjnego spotykamy u wodnych ssaków, morsów, fok czy wielorybów,
- tłuszcze są elementem budującym błony komórkowe,
- specjalne tkanki tłuszczowe wokół narządów wewnętrznych, chronią je przed uszkodzeniami.
Węglowodany, czyli cukry.
Sacharydy, bo o nich mowa, stanowią związki organiczne utworzone głównie z węgla, tlenu oraz wodoru.
Najprostsze posiadają w swoim składzie trzy atomy węgla i wówczas nazywane są one triozami ale najważniejszą role w organizmie odgrywają heksozy, w tym glikoza i fruktoza. Związki te są źródłem cennej do przemian biochemicznych, energii.
Kwasy nukleinowe.
Związki te pomimo, iż jest ich niewiele w organizmie, bo tylko 1% całkowitej masy, odgrywają najważniejsza rolę w procesach dziedziczenia. Niosą one ze sobą informację na temat cech i właściwości organizmu.
Cząsteczka kwasu DNA i RNA zbudowana jest z dwóch komplementarnych do siebie nici polinukleotydowych.
Pojedynczy nukleotyd zbudowany jest z cukru, którym w zależności od rodzaju kwasu jest ryboza lub deoksyryboza oraz z zasady azotowej ( puryny lub pirymidyny) i z reszty kwasu fosforowego.
Zasady azotowe są komplementarne i łączą się poprzez oddziaływania wodorowe.
Anabolizm.
Jest to ogół procesów obejmujących reakcje tworzenia związków organicznych z prostych substancji. Synteza większości związków wymaga nakładu energii oraz substratów. Związkami powstającymi w czasie różnych syntez są tłuszcze, węglowodany oraz białka.
Katabolizm.
Są to procesy obejmujące reakcje polegające na rozkładzie związków organicznych, w wyniku takich przemian powstają substancje proste oraz znaczna ilość energii, która zazwyczaj jest kumulowana w związkach wysokoenergetycznych, takich jak adenozynotrifosforan ( ATP).
Makroelementy.
Są to pierwiastki wchodzące w skład organizmu w największej ilości. Do makroelementów należą:
węgiel, wodór, tlen, azot, potas, wapń, sód, magnez, siarka, chlor i fosfor.
Mikroelementy.
Są to pierwiastki, stanowiące tylko niewielki procent w organizmie, często występują tylko w śladowych ilościach. Do mikroelementów zaliczamy: żelazo, miedź, cynk, mangan, molibden, bor, jod, fluor, selen i in.
Witaminy.
Są to związki organiczne, których organizm sam nie może wytwarzać. Ich obecność jest jednak konieczna do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Związki te są zazwyczaj pobierane wraz z pokarmem w bardzo małych ilościach. Witaminy stanowią koenzymy niektórych enzymów, katalizujących procesy metaboliczne.
Podziału witamin dokonano pod względem ich rozpuszczalności. Podział ten dzieli witaminy na dwie duże grupy witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i w wodzie. Do pierwszej grupy zaliczamy witaminy: A, E, D, K, F. Drugą grupę tworzą witaminy należące do grupy B (B1, B2, PP, B6, B12) oraz witamina C.
Związki te nie są trawione i podlegają bezpośredniemu wchłanianiu w jelitach. Witamina B i K syntetyzowana jest w jelicie grubym, przez naturalną florę bakteryjną.
Związki zaliczane do witamin nie są źródłem energii. Zaliczamy je do biokatalizatorów.
Witaminy stanowią składniki konieczne do prawidłowego przebiegu procesów życiowych w komórkach.
Większość zwierząt nie posiada umiejętności wytwarzania witamin, dlatego musza być one dostarczane do organizmu z pokarmem. Znaczne braki witamin nazywamy awitaminozą, a jej objawy mogą być bardzo różne, braki manifestują się głównie osłabieniem organizmu. Czasem konieczne staje się przyjmowanie witamin syntetyzowanych sztucznie, w formie tabletek lub innych farmaceutyków.
Witaminy nie są źródłem energii czy substancją budulcową. Są to fascynujące związki, które mają " moc
wskrzeszania zdrowia". Dzięki nim możliwe jest ożywienie przemiany materii.
Brak witamin w pożywieniu powoduje spadek szybkości przemiany materii, szybsze starzenie się i podupadanie na zdrowiu.
Witaminy oprócz węglowodanów, białek, tłuszczy i składników mineralnych potrzebne są do prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Witaminy odkrył po raz pierwszy Kazimierz Funk w 1911 roku. Uczony ten wyjaśnił znaczenie witamin dla organizmów żywych.
Ogólnie rzecz biorąc możemy stwierdzić , że witaminy stanowią związki, których nieodpowiednia ilość w diecie przyczynia się do powstawania chorób.
Braki konkretnych witamin może być przyczyną określonych chorób. Brak witaminy B12 w pożywieniu może stać się przyczyną choroby Beri-Beri.
Witamina B12 należy do grupy amin, które zostały wyodrębnione przez Kazimierza Funka. Wiele witamin nosi taką nazwę pomimo, że nie należy do grupy amin.
Brak innych witamin staje się przyczyną gnilicy, czyli szkorbutu, krzywicy, niedokrwistości, kurzej ślepoty i in.
Do niedawna znano tylko trzynaście witamin , w tym A, C, E, K, D i osiem witamin z grupy B. Obecnie mamy trzynaście różnych odmian witaminy B, a kilka spośród nich posiada kilka postaci.
Każda z witamin działa w inny sposób na procesy metaboliczne. Spośród wszystkich 500 karotenów około 60 jest formami witaminy A. Niektóre karoteny mogą czasem działać znacznie skuteczniej niż witamina A.
Brak konkretnej witaminy, utrzymujący się długotrwale wywołuje awitaminozę. Zbyt duże dawki witamin przyczyniają się do hiperwitaminozy.
Częściowy niedobór związków witaminowych w organizmie, który nie powoduje zmian chorobowych nazywany jest hipowitaminozą. Czasami organizm może wytwarzać witaminę ze związków prowitaminowych.
