WODA (należy do związków nieorganicznych)

Budowa:

wykazuje polarność w swojej budowie; w skład jednej cząsteczki wody wchodzi jeden atom tlenu oraz dwa atomy wodoru występowanie słabych wiązań wodorowych

Właściwości:

woda należy do ważnych elementów mających wpływ zarówno na organizmy, jak i środowisko ich życia wchodzi ona w skład wszelkich organizmów żyjących na Ziemi ilości wody znajdującej się w organizmach zależą od wieku oraz stanu zdrowia jej specyficzna budowa sprawia, że jest ona uniwersalnym rozpuszczalnikiem związków organicznych bierze ona udział w transporcie różnych substancji wewnątrz organizmów dzięki swoim właściwościom dba o właściwą termoregulację w organizmie reguluje pH, czyli stężenie jonów wodorowych wchodzi w skład wszelkich płynów wewnątrz organizmu, takich jak: krew czy limfa ma duże znaczenie w czasie rozwijania się organizmów na każdym ich etapie

Pierwiastki biogenne:

Należą tu takie pierwiastki jak: C, O, N, H, P, S

Pierwiastki te są składnikami związków organicznych wszystkich organizmów

Zw. organiczne

Podstawowe składniki związku organicznego

Pierwiastki budulcowe

Główne funkcje

Białka

Aminokwas

C, O, S, H, N

Są składniki budulcowymi, a także pełnią funkcje katalizatorów wielu reakcji

Kwasy nukleinowe

Nukleotyd

C, O, N, P, H

Stanowią jednostkę informacji genetycznej,

Biorą udział w dziedziczeniu

Cukry

Cukier prosty (glukoza, fruktoza)

C, O, H

Są źródłem energii, a także substancją budującą oraz zapasową

Lipidy

Glicerol i łańcuchy kwasów tłuszczowych

C, O, H

Biorą udział w reakcjach energetycznych oraz stanowią warstwę termoizolacyjną

BIAŁKA:

W tej grupie jest najwięcej związków organicznych. Podstawową jednostką budulcową jest tu aminokwas.

Oto ogólny wzór aminokwasu:

R - CH (NH2)COOH

Każdy aminokwas posiada grupę karboksylową (-COOH) oraz grupę aminową (-NH2). Resztą aminokwasu jest tzw. łańcuch

Wiązania peptydowe:

aminokwas + aminokwas → woda + dwupeptyd

Białko składa się z więcej niż jednego aminokwasu - wszystkie aminokwasy łączą się ze sobą poprzez wiązania peptydowe. Wiązaniem peptydowym jest nic innego jak połączenie grup: karboksylowej z aminową wraz z wydzieleniem cząsteczki wody

Znaczenie i rola:

budowanie organizmów żywych za pomocą białek strukturalnych regulowanie różnych przemian biochemicznych za pomocą białek regulatorowych transport za pomocą białek transportujących - tlenu przez np. hemoglobinę czy innych związków przez np. albuminę obrona organizmu przed czynnikami chorobotwórczymi za pomocą białek odpornościowych - wytwarzanie przeciwciał funkcje motoryczne - kurczenie mięsni za pomocą białek takich jak: miozyna czy aktyna

Białka możemy podzielić na 2 podstawowe grupy:

PROSTE (zwane proteinami):

W ich skład wchodzą tylko aminokwasy

globuliny - białka będące składnikami komórek mięśniowych, a także te, służące do obrony organizmu albuminy - wchodzą w skład komórek oraz płynów wewnątrzustrojowych histony - wchodzą obok DNA w skład chromatyny oraz chromosomów w komórkach eukariotycznych skleroproteiny - nie rozpuszczają się w wodzie; są składnikami włosów i paznokci (keratyny oraz elastyny
ZŁOŻONE (zwane proteidami):

Oprócz aminokwasów w ich skład wchodzą jeszcze inne składniki niebiałkowe

glikoproteidy - posiadają dodatkowo reszty cukrowe; wchodzą w skład błony komórkowej lipoproteidy - posiadają dodatkowo reszty tłuszczowe nukleoproteidy - posiadają dodatkowo kwasy nukleinowe metaloproteidy - posiadają dodatkowo atomy metali, m.in.: Cu. Fe czy Zn chromoproteidy - posiadają dodatkowo liczne barwniki

Oto najważniejsze aminokwasy, które budują białka::

- alanina - kwas glutaminowy**

- arginina* - leucyna

- asparganina - lizyna*

- cysteina - metionina

fenyloalanina - prolina

- glicyna - seryna

- glutamina - treonina

- histydyna* - tryptofan

- izoleucyna - tyrozyna

- kwas asparginowy** - kwas walina

Podział aminokwasów:

- ze względu na odczyn pH:

a. aminokwasy obojętne

b. aminokwasy zasadowe* (w ich składzie występuje dodatkowa grupa aminowa)

c. aminokwasy kwaśne** (w ich składzie występuje dodatkowa grupa karboksylowa)

- ze względu na ich pochodzenie:

d. aminokwasy endogenne (wytwarzane przez organizm)

e. aminokwasy egzogenne (dostarczane do organizmu z otoczenia)

STRUKTURA BIAŁEK:
  • pierwszorzędowa (opisuje połączenie liniowe aminokwasów)
  • drugorzędowa (zwana inaczej strukturą α; opisywana jest jako przestrzenna struktura - helisa prawoskrętna; jej istnienie jest możliwe dzięki stabilizacji za pomocą wiązań wodorowych; jej przykładem może być m.in. keratyna)
  • trzeciorzędowa (zwana strukturą β; opisuje ona kolejny etap zwijania i skręcania w strukturze drugorzędowej. Całość jest stabilizowana dzięki różnym wiązaniom między aminokwasami - w postaci mostków siarczkowych, wiązań jonowych czy wodorowych. Dobrymi przykładami są tu enzymy oraz inne czynne białka)
  • czwartorzędowa (opisuje ona sposoby połączeń między strukturami trzeciorzędowymi. Struktura czwartorzędowa występuje w białkach zawierających co najmniej dwa łańcuchy polipeptydowe. Za jej pomocą określone jest wzajemne położenie łańcuchów, jak i ich wspólne ułożenie w przestrzeni. Przykładem białka o strukturze czwartorzędowej jest hemoglobina składająca się z globiny oraz hemu.)
LIPIDY( zwane też TŁUSZCZAMI):

Ta grupa jest wyjątkowo niejednorodna. Związki do niej należące mają różną budowę oraz skład. Nie są polarne, więc są nierozpuszczalne w wodzie.

Reakcja estryfikacji:

Wiązanie estrowe powstaje jako połączenie między glicerolem a kwasami tłuszczowymi, a konkretnie - między grupą wodorotlenową a grupami karboksylowymi. W wyniku tej reakcji wytrącają się 3 cząsteczki wody i tworzy się triacyloglicerol.

PODZIAŁ LIPIDÓW:

Tłuszcze

Grupy

Funkcje

Lipidy proste

Tłuszcze właściwe

(czyli trójglicerydy)

Magazynują energię w tkance; są warstwą termoizolacyjną

woski

Chronią powierzchnie organizmów przed parowaniem oraz przed insektami

Lipidy złożone

Fosfolipidy

Wchodzą w skład błony komórkowej

Glikolipidy

Wchodzą w skład substancji białej (mózg i rdzeń kręgowy)

Steroidy (sterydy)

Sterole

Wchodzą w skład błony u zwierząt (m.in. jako cholesterol)

Witamina D

Pomagać wchłaniać wapń z jelit. Ponadto jest niezbędna do prawidłowego rozwoju kości.

Hormony steroidowe

Regulują przebieg reakcji w metabolizmie - na przykład testosteron, estrogen czy progesteron

Kwasy żółciowe

Pomagają trawić tłuszcze. Powstają w woreczku żółciowym i wątrobie

Kwasy tłuszczowe dzielimy na 2 podstawowe grupy:
NIENASYCONE:
To wszystkie kwasy mające co najmniej jedno wiązanie podwójne w łańcuchu węglowym Występują w ciekłym stanie skupienia
NASYCONE:
To wszystkie kwasy tłuszczowe, które w swoich łańcuchach węglowych posiadają jedynie pojedyncze wiązania międzywęglowe Występują substancje stałe
WĘGLOWODANY:

Nazywane inaczej cukrami. W swojej budowie posiadają takie pierwiastki jak: węgiel, wodór oraz tlen (proporcje: 1:2:1)

Grupy węglowodanów:

CUKRY

monosacharydy

(zwane inaczej cukrami prostymi)

disacharydy

(inaczej zwane dwucukrami) C12H22O11

polisacharydy

(inaczej zwane wielocukrami) (C6H10O5)n

triozy C3H6O3 czyli cukry zawierające 3 atomy węgla, np. aldehyd glicerynowy oraz dihydroksyaceton

sacharoza - zawiera 1 cząsteczkę glukozy i 1 fruktozy

glikogen, zwany skrobią zwierzęcą - może być rozkładany do glukozy

pentozy C5H12O6 czyli cukry zawierające 5 atomów węgla, np. ryboza i deoksyryboza - składniki kwasów nukleinowych

maltoza czyli cukier słodowy - zawiera 2 cząsteczki glukozy

celuloza, czyli błonnik - jest również polimerem glukozy

heksozy C6H12O6 czyli cukry zawierające 6 atomów węgla, np. glukoza, galaktoza czy fruktoza

laktoza, czyli cukier mlekowy - zawiera 1 cząsteczkę D-galaktozy i 1 cząsteczkę D-glukozy

skrobia - występuje u roślin; jest zbudowana z reszt glukozowych połączonych wiązaniami glikozydowymi

Rozpuszczają się w wodzie

Nie rozpuszczają się w wodzie

Zwierzęta w swoich organizmach rozkładają cukry na cukry proste i tylko w takiej postaci je transportują.

Specyficzne grupy funkcyjne:

aldehydowa -COH (związki ją zawierające nazywamy aldozami) ketonowa -CO (związki ją zawierające nazywamy ketozami) wodorotlenowa -OH

Wiązanie glikozydowe

Najpopularniejszym związkiem, w którym widoczne jest wiązanie glikozydowe, jest glikogen. Generalnie jednak cukry proste w cząsteczkach wielocukrów połączone są przez wiązania glikozydowe. Takie wiązanie powstaje między węglem jednego monosacharydu a węglem drugiego.

Homoglikanami nazywa się wielocukry zbudowane z jednego rodzaju monosacharydów - np. z cząsteczek glukozy.

HOMOGLIKAN

FUNKCJE

MIEJSCE WYSTĘPOWANIA

CELOBIOZA

budulec

Składnik ściany komórkowej u roślin

CELULOZA

budulec

Składnik ściany komórkowej u roślin pyłek kwiatowy, produkt trawienia cukrów

CHITYNA

budulec

Składnik ściany komórkowej u grzybów oraz składnik szkieletów zewnętrznych u stawonogów

GLIKOGEN

zapasy energetyczne

W tkankach zwierząt i grzybów

INULINA

materiał energetyczny

u niektórych roślin

LAKTOZA

funkcje energetyczne

cukier w mleku

MALTOZA

funkcje energetyczne

jest produktem rozkładu cukrów

SACHAROZA

funkcje energetyczne

u niektórych roślin, np. w trzcinie cukrowej

SKROBIA

zapasowy materiał energetyczny

powszechnie u roślin

Heteroglikanami nazywamy polisacharydy zbudowane z różnego rodzaju monosacharydów:

heparyna (jest odpowiedzialna za prawidłowe krzepnięcie krwi) kwas hialuronowy (wchodzi w skład mazi stawowej kręgowców) chondriotyna (podobnie jak kwas hialuronowy)