Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема 3. Единство химического состава живой материи
СОДЕРЖАНИЕ
. Свойства живой материи
. Единство состава живой материи
. Химия живой материи
. Макромолекулы и их состав
Список литературы
«Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».
Ф. Энгельс
. СВОЙСТВА ЖИВОЙ МАТЕРИИ
Около 20 миллиардов лет назад в Галактике произошел сверхмощный взрыв, и все пространство заполнилось раскаленными субатомными частицами с очень высокой энергией. Так возникла Вселенная. Постепенно, по мере остывания Вселенной, из этих элементарных частиц сформировались положительно заряженные ядра, к которым стали притягиваться отрицательно заряженные электроны. Таким путем образовалось около сотни или несколько более химических элементов, в том числе и атомы, входящие в состав живых организмов.
Простые органические соединения, из которых построены все организмы, присущи лишь живой природе и в современных земных условиях являются продуктами только биологической активности. Эти соединения, называемые биомолекулами, играют роль строительных блоков при образовании биологических структур. Они были отобраны в ходе биологической эволюции благодаря их пригодности к выполнению строго определенных функций в живых клетках. Во всех организмах эти соединения одинаковы.
Биомолекулы связаны между собой и взаимодействуют в соответствии с правилами «молекулярной игры» - молекулярной логики живого состояния. Размеры, форма и химические свойства биомолекул позволяют им не только служить строительными блоками при создании сложной структуры клеток, но и участвовать в непрекращающихся процессах превращения энергии и вещества. Объекты живой природы состоят из «неживых» молекул. Если эти молекулы выделить и каждый их вид исследовать в отдельности, то можно убедиться, что они подчиняются всем законам физики и химии, описывающим поведение неодушевленной материи. Тем не менее, живые организмы обладают необычными свойствами, отсутствующими в скоплениях неживых молекул.
Для живой материи характерны некоторые отличительные особенности. Одна из наиболее примечательных особенностей живых организмов - это их сложность и высокая степень организации. Они характеризуются усложненным внутренним строением и содержат множество различных сложных молекул. Живые организмы представлены миллионами разных видов, тогда как окружающая нас неживая материя - глина, песок, камни, вода - состоит из неупорядоченных смесей сравнительно простых химических соединений.
Вторая особенность живых организмов заключается в том, что любая его составная часть имеет специальное назначение и выполняет строго определенную функцию. Это относится не только к макроскопическим структурам и, в частности, к органам, таким, как сердце, легкие или мозг, но и к микроскопическим внутриклеточным структурам, таким, как клеточное ядро. Даже индивидуальные химические соединения, содержащиеся в клетке, например, белки или липиды, наделены специальными функциями. Поэтому вполне правомерен вопрос о том, для какой цели понадобилась живому организму та или иная молекула или химическая реакция, тогда как спрашивать о функции различных химических соединений, входящих в состав неживой материи, абсолютно бессмысленно. Живые организмы никогда не бывают в состоянии равновесия - это касается как процессов, идущих в них самих, так и их взаимодействия с окружающей средой.
Неживая материя, напротив, не способна к целенаправленному использованию энергии для поддержания своей структуры и выполнения работы. Предоставленная самой себе, она постепенно разрушается и со временем переходит в неупорядоченное состояние; при этом устанавливается равновесие с окружающей средой. Но самая поразительная особенность живых организмов - это их способность к точному самовоспроизведению - свойство, которое можно считать поистине квинтэссенцией живого состояния. Известные нам смеси веществ, входящих в состав неодушевленных предметов, не проявляют способности к росту и воспроизведению, обеспечивающему сохранение из поколения в поколение одинаковой формы, массы и внутренней структуры этих предметов.
. ЕДИНСТВО СОСТАВА ЖИВОЙ МАТЕРИИ
Молекулы, из которых состоят живые организмы, подчиняются всем известным законам химии, но, кроме того, они взаимодействуют между собой в соответствии с другой системой принципов, которой можно дать общее название - молекулярная логика живого состояния. Эти принципы вовсе не всегда представляют собой какие-то новые, до сих пор еще неизвестные физические законы или силы. Их следует рассматривать скорее как особую систему закономерностей, характеризующих природу, функции и взаимодействие биомолекул, т. е. таких молекул, которые входят в состав живых организмов.
Все живые организмы содержат органические макромолекулы, построенные по общему плану. Большинство химических компонентов живых организмов представляют собой органические соединения, т. е. соединения углерода, в которых атомы углерода ковалентно связаны с другими атомами углерода, а также с атомами водорода, кислорода и азота. Живая материя состоит из великого множества самых разнообразных органических соединений, причем многие из них представляют собой необычайно большие и сложные молекулы. Даже самые простые, мельчайшие по размеру бактериальные клетки содержат очень большое число различных органических молекул. Например, в клетке бактерии Escherichia coli (обычная кишечная палочка) насчитывается около 5000 разных видов органических соединений, в том числе 3000 различных белков и 1000 разных типов нуклеиновых кислот.
Белки и нуклеиновые кислоты - это очень крупные и сложные молекулы (макромолекулы), известно точное строение лишь немногих из них. В гораздо более сложном организме человека встречается около 5000000 типов белковых молекул. Фактически каждый вид живых организмов содержит свой набор белков и нуклеиновых кислот, и почти все они четко отличаются от белков и нуклеиновых кислот, принадлежащих другому виду. Поскольку существуют около 10 млн видов живых организмов, легко подсчитать, что все эти виды, вместе взятые, должны содержать, по минимальной оценке, 1011 различных белков и почти столько же различных нуклеиновых кислот. Однако, как это ни парадоксально, все огромное разнообразие органических молекул в живых организмах сводится к довольно простой картине. Это связано с тем, что все макромолекулы в клетке состоят из простых и небольших молекул нескольких типов, используемых в качестве строительных блоков, которые связываются в длинные цепи, содержащие от 50 до многих тысяч звеньев.
Длинные, похожие на цепи молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) построены всего из четырех типов строительных блоков - дезоксирибонуклеотидов, расположенных в определенной последовательности. Белки представляют собой цепи, состоящие из 20 различных ковалентно связанных друг с другом аминокислот - низкомолекулярных органических соединений с известной структурой. Эти аминокислоты могут быть расположены в самых разных последовательностях и образовывать огромное множество разнообразных белков, подобно тому, как 33 буквы алфавита, расположенные в определенном порядке, составляют почти неограниченное число слов, предложений и даже книг. Более того, те четыре нуклеотида, из которых построены все нуклеиновые кислоты, и 20 аминокислот, из которых построены все белки, одинаковы во всех организмах, включая животных, растения и микроорганизмы. Этот факт убедительно свидетельствует в пользу того, что все живые организмы произошли от общего предка.
Для простых молекул, из которых построены все макромолекулы, характерна еще одна примечательная особенность. Она состоит в том, что каждая из них выполняет в клетке сразу несколько функций. Различные аминокислоты служат не только строительными блоками белков, но и предшественниками гормонов, алкалоидов, пигментов и многих других биомолекул. Нуклеотиды используются не только как строительные блоки нуклеиновых кислот, но и как коферменты и переносчики энергии. В живых организмах обычно не бывает соединений, которые не выполняли бы какой-либо функции, хотя функции некоторых биомолекул нам пока неизвестны. Исходя из всех этих рассуждений, можно сформулировать ряд принципов молекулярной логики живого: структура биологических макромолекул проста в своей основе. Все живые организмы состоят из одних и тех же молекул, используемых как строительные блоки, что указывает на их происхождение от общего предка. Идентичность организмов каждого вида сохраняется благодаря наличию свойственного только ему набора нуклеиновых кислот и белков. Все биомолекулы выполняют в клетках специфические функции.
. ХИМИЯ ЖИВОЙ МАТЕРИИ
Центральное значение химических процессов в органической жизни ни у кого не может вызвать сомнения. Такова природа самого явления органической жизни как более высокой формы движения материи по сравнению с химической формой движения. Органическая жизнь возникла именно на основе развития химической формы движения без каких-либо промежуточных форм. Поэтому химия имеет непосредственное отношение к жизни. По химическому составу живая материя очень сильно отличается от неживой материи земной коры.
Какие химические элементы и в каких соотношениях обнаруживаются в клетках? Как они туда попали? Каким образом обнаруживаемые в живых клетках молекулы оказались приспособленными для выполнения своих функций? Чтобы попытаться ответить на эти вопросы, мы должны рассмотреть биомолекулы с тех же позиций, что и небиологические молекулы, используя принципы и подходы, принятые в классической химии. Одновременно следует также охарактеризовать биомолекулы с биологической точки зрения - в свете представлений о том, что различные типы молекул в живой материи связываются друг с другом и взаимодействуют, подчиняясь законам, которые мы называем в совокупности молекулярной логикой живого.
Химический состав живой материи отличается от химического состава земной коры. Для различных форм живого необходимы лишь 27 из 92 природных химических элементов, присутствующих в земной коре. Основные из них - это элементы, входящие в состав органического вещества:
- углерод С, водород Н, кислород O, азот N, фосфор P и сера S;
элементы, встречающиеся в виде ионов:
- натрий Na+, калий K+, магний Mg2+, кальций Ca2+ и хлор Cl-;
микроэлементы:
- железо Fe, медь Cu, цинк Zn, марганец Mn, кобальт Co, йод I, молибден Mo, ванадий V, никель Ni, хром Cr, фтор F, селен Se, кремний Si, олово Sn, бор B и мышьяк As.
Большинство встречающихся в живой материи элементов имеют сравнительно небольшие порядковые номера, и лишь у трех из них порядковые номера превышают 34. Более того, соотношение этих химических элементов в живых организмах совсем иное, чем в земной коре. В живых организмах в наибольших количествах встречаются четыре элемента - водород, кислород, углерод и азот; в большинстве клеток на их долю приходится более 99 % общей массы. Относительное содержание трех из этих элементов - водорода, азота и углерода - в живом веществе гораздо выше, чем в земной коре.
Различия в элементарном составе земной коры и живой материи станут еще более явными, если при сравнении учитывать только вес сухого вещества живых организмов, исключив из рассмотрения воду, на долю которой приходится более 75 % их общего веса. В живых клетках углерод составляет 50-60 % сухого вещества, азот - 8-10 %, кислород - 25-30 % и водород - 3-4 %. В земной же коре на долю углерода, водорода и азота, вместе взятых, приходится менее 1 % ее общей массы. Вместе с тем, восемь из десяти элементов, содержащихся в организме человека в наибольших количествах, входят в число десяти элементов, которые в наибольших количествах присутствуют в морской воде. Исходя из этих данных, можно сделать два рабочих допущения. Согласно первому из них, химические соединения, содержащие углерод, водород, кислород и азот (наиболее распространенные в живой природе элементы), были отобраны в ходе эволюции благодаря их особой приспособленности для участия в процессах жизнедеятельности. Второе допущение состоит в том, что морская вода была именно той жидкой средой, в которой живые организмы впервые появились на ранних этапах развития Земли.
- Основные элементы
Водород, кислород, углерод и азот способны образовывать прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Кислород, углерод и азот образуют и одинарные, и двойные связи, благодаря чему получаются самые разнообразные химические соединения. Химические свойства живых организмов в значительной степени зависят от углерода, на долю которого приходится более половины их сухого веса. Для заполнения внешней электронной оболочки атому водорода не хватает одного электрона, атому кислорода - двух, атому азота - трех и атому углерода - четырех электронов. Таким образом, при взаимодействии атома углерода с четырьмя атомами водорода «обобществляются» четыре электронные пары, в результате чего возникает соединение метан (СН4), в котором каждая общая электронная пара соответствует одной одинарной связи.
Углерод может образовывать одинарные связи также и с атомами кислорода и азота. Однако наиболее важное значение в биологии имеет способность атомов углерода «делиться» электронными парами друг с другом, что приводит к формированию очень устойчивых одинарных углерод-углеродных связей. Каждый атом углерода может образовать одинарную связь с одним, двумя, тремя или четырьмя другими атомами углерода. Кроме того, два углеродных атома, соединяясь друг с другом, могут «обобществить» две пары электронов; при этом образуется двойная углерод-углеродная связь.
Благодаря описанным свойствам, ковалентно связанные атомы углерода способны образовывать множество разнообразных структур: линейные и разветвленные цепи, циклические и сетчатые структуры, а также их комбинации. Все эти структуры лежат в основе скелетов многочисленных органических молекул самых разных типов. К таким углеродным скелетам могут присоединяться другие атомные группы, что обусловлено способностью углерода образовывать ковалентные связи с кислородом, водородом, азотом и серой. Вещества, имеющие скелеты из ковалентно связанных углеродных атомов, называются органическими соединениями, причем их разнообразие практически безгранично.
Поскольку большинство биомолекул относятся к органическим соединениям, можно предположить, что способность углерода участвовать в формировании разнообразных химических связей сыграла решающую роль в выборе именно углеродсодержащих соединений для создания молекулярных механизмов клеток в процессе возникновения и эволюции живых организмов. Особенно важна способность атомов углерода взаимодействовать друг с другом путем возникновения ковалентных углерод-углеродных связей. Каждый углеродный атом может установить ковалентные связи с четырьмя атомами углерода. Ковалентно связанные атомы углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных органических молекул. Поскольку атомы углерода легко вступают в ковалентные связи с кислородом, азотом и серой, органические молекулы достигают исключительной сложности и разнообразия строения.
- Макроэлементы
Кроме четырех основных элементов, в клетке в заметных количествах (десятые и сотые доли процента) содержатся натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо, магний. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке. Например, ионы Na+, К+ и Cl- обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульса по нервному волокну. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани, обеспечивая прочность кости. Кроме того, кальций - один из факторов, влияющих на процесс свертывания крови. Железо входит в состав гемоглобина - белка эритроцитов, - связывающего кислород. Магний в клетках зеленых растений - компонент хлорофилла - пигмента, обеспечивающего преобразование солнечной энергии в энергию химических связей (фотосинтез), в клетках животных находится в составе ряда ферментов.
- Микроэлементы
Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др.) содержатся в живых организмах в очень малых количествах - в общей сложности до 0,02 %. Они встречаются главным образом в специализированных клетках, где участвуют в образовании биологически активных веществ. Так, цинк входит в молекулу гормона поджелудочной железы инсулина, регулирующего углеводный обмен, йод - компонент гормона щитовидной железы тироксина, регулирующего интенсивность обмена веществ и рост организма в процессе развития. Все химические элементы находятся в организме либо в виде ионов, либо входят в состав тех или иных соединений - молекул неорганических и органических веществ.
- Вода
Из неорганических соединений самое распространенное в живых организмах - вода. Вода является наиболее широко распространенным веществом в живой природе, и ее весовое содержание в большинстве живых организмов составляет 70 % и более. Ее содержание в клетках разного типа колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов воды около 10 %, а в клетках развивающегося зародыша - более 90 %. В теле медузы воды до 98 %. Кроме того, первые живые организмы возникли, вероятно, в первичном океане, так что вода - это по существу прародительница всего живого.
Вода заполняет все составные части каждой живой клетки, и именно она представляет собой ту среду, в которой осуществляются транспорт питательных веществ, катализируемые ферментами метаболические реакции и перенос химической энергии. Поэтому все структурные элементы живой клетки и их функции обязательно должны быть приспособлены к физическим и химическим свойствам воды. Более того, клетки научились использовать уникальные свойства воды для реализации некоторых процессов их жизнедеятельности.
Часто мы рассматриваем воду просто как безвредную инертную жидкость, удобную для практического использования в разных целях. Хотя в химическом отношении вода весьма устойчива, она представляет собой вещество с довольно необычными свойствами. В самом деле, вода и продукты ее ионизации - ионы Н+ и ОН- - оказывают очень большое влияние на свойства многих важных компонентов клетки, таких, как ферменты, белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Например, каталитическая активность ферментов в значительной мере зависит от концентрации ионов Н+ и ОН-.
Среди других химических веществ живой клетки преобладают органические соединения. Они составляют в среднем 20-30 % массы организма. К ним относятся биологические полимеры - белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, а также жиры и ряд небольших молекул - гормонов, пигментов, аминокислот, нуклеотидов, АТФ и др. В различные типы клеток входит неодинаковое количество тех или иных органических соединений. Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы - полисахариды; в животных - больше белков и жиров. Тем не менее, каждая группа органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.
Практически все сухое вещество клеток составляют органические соединения, представленные четырьмя основными видами молекул: белками, нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами.
- Белки
На долю белков приходится основная часть живой материи в клетках. Термин «протеин» (белок) происходит от греческого слова proteios, означающего «первый» или «главный». У всех живых организмов белки являются прямыми продуктами гeнов и эффекторами их действия. Многие белки обладают специфической каталитической активностью и функционируют как ферменты. Белки других типов играют роль структурных элементов в клетках и тканях. Ряд белков, присутствующих в мембранах клеток, способствуют транспорту некоторых веществ внутрь клеток и наружу. В осуществлении множества других биологических функций также участвуют белки - пожалуй, наиболее универсальные в этом отношении биомолекулы.
- Нуклеиновые кислоты
Особая роль в развитии всего живого принадлежит нуклеиновым кислотам. Нуклеиновые кислоты присутствуют во всем живом и выполняют роль хранилищ генетической информации. Наиболее крупные и необычные молекулы, которые можно обнаружить в живых организмах, - это нуклеиновые кислоты. Они были открыты в ходе активного изучения живой материи, которое велось при помощи химических методов в конце XIX в. Швейцарский биохимик Фридрих Мишер первым обнаружил соединения кислотной природы, связанные с белками клеточного ядра. Он нашел эти соединения в ядрах клеток гноя и в спермиях (мужских половых клетках). Впоследствии Мишер установил, что эти вещества заметно отличаются от белковых и других соединений. Поскольку их обнаружили в клеточных ядрах (ядро - нуклеус), они получили название «нуклеиновые кислоты».
О широком распространении таких соединений в живой природе вначале не знали, однако по мере изучения все новых и новых видов растений, животных и микроорганизмов стало ясно, что все они содержат нуклеиновые кислоты. Все имеющиеся на сегодня экспериментальные сведения говорят о том, что нуклеиновые кислоты являются молекулами, осуществляющими первичный контроль над всеми важнейшими процессами жизнедеятельности во всех организмах. Это позволяет предположить, что нуклеиновые кислоты играли сходную роль и в жизни примитивных форм организмов.
По мере усовершенствования методов анализа, появилась возможность сравнить нуклеиновые кислоты разных организмов. К удивлению химиков и биологов, оказалось, что нуклеиновые кислоты самых разнообразных живых существ (от вирусов до зеленых растений, животных и человека) очень сходны. Из других опытов удалось выяснить, что нуклеиновые кислоты имеются не только в ядре клетки, но и в других ее частях. Термин «нуклеиновые (ядерные) кислоты» все же применяется, хотя он и не совсем точен. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса в цитоплазму и передачу по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой клетке.
Белки обуславливают большинство свойств и признаков клеток. Понятно поэтому, что стабильность структуры нуклеиновых кислот - важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и организма в целом. Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток. Существует два важнейших типа нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). РНК отличается от ДНК тем, что в ее состав входит другой тип сахара и основание урацил вместо тимина. ДНК и РНК во всех клетках выполняют одни и те же функции, обеспечивая хранение, передачу и реализацию генетической информации. ДНК служит хранилищем генетической информации, а различные типы РНК способствуют ее реализации в процессе синтеза белков.
Все нуклеиновые кислоты образуются из восьми различных повторяющихся структурных единиц - нуклеотидов; четыре из них играют роль структурных единиц ДНК, а другие четыре используются при построении РНК. Каждый нуклеотид, в свою очередь, состоит из трех более мелких единиц:
) азотистого основания;
) пятиуглеродного сахара;
) фосфорной кислоты.
Словом, все многообразие живых организмов зависит от последовательности размещения в молекуле ДНК четырех структурных единиц - нуклеотидов.
- Полисахариды
Полисахаридам присущи важные биологические функции. Крахмал и гликоген используются как временные депо глюкозы. Нерастворимые полимеры углеводов выполняют функции структурных и опорных элементов в клеточных стенках бактерий и растений, а также в соединительной ткани и оболочках клеток животных. Полисахариды других типов служат в качестве смазки в суставах, обеспечивают слипание клеток и придают биологическую специфичность поверхности животных клеток.
- Липиды
Липиды, к которым относятся жиры и жироподобные вещества, во-первых, играют роль основных структурных компонентов мембран и, во-вторых, служат запасной формой богатого энергией «горючего».
. МАКРОМОЛЕКУЛЫ И ИХ СОСТАВ
Эти четыре наиболее важных класса биомолекул имеют одно общее свойство: все они представляют собой относительно крупные структуры с высокими молекулярными массами и потому называются макромолекулами. Молекулярные массы различных белков лежат в пределах от 5000 до 1 млн. У некоторых нуклеиновых кислот молекулярные массы достигают нескольких миллиардов. Полисахариды, например крахмал, также имеют высокие молекулярные массы порядка миллионов. Размеры отдельных липидных молекул значительно меньше (мол. масса 50 - 1500). Однако обычно липидные молекулы объединяются друг с другом и образуют очень крупные структуры, которые включают тысячи молекул и функционируют, по существу, как макромолекулярные системы (такая система служит, в частности, «основой» клеточных мембран). Таким образом, мы можем отнести подобные липидные структуры к макромолекулам.
Макромолекулы образуются из небольших молекул, играющих роль строительных блоков. Хотя в живых организмах содержится множество различных белков и нуклеиновых кислот, построение этих сложных структур основано на весьма простых принципах. В качестве строительных блоков, из которых состоят все белки и нуклеиновые кислоты, используются простые молекулы; число этих молекул невелико, и они имеют одно и то же строение у всех видов организмов. Молекулы всех белков, представляющие собой длинные цепи, построены всего из 20 разных аминокислот, расположенных в той или иной линейной последовательности. Из одних и тех же строительных блоков разные организмы способны вырабатывать такие разнообразные продукты, как ферменты, гормоны, белок хрусталика глаза, перья, паутина, панцирь черепахи, белки молока, энкефалины (наркотики, вырабатываемые самим организмом), антибиотики, ядовитые вещества грибов и многие другие соединения, наделенные специфической биологической активностью.
Аналогичным образом длинные, напоминающие цепи, молекулы нуклеиновых кислот у всех организмов построены из небольшого числа нуклеотидов, образующих различные последовательности. Белки и нуклеиновые кислоты являются информационными макромолекулами; каждый белок и каждая нуклеиновая кислота несут определенную информацию, закодированную в последовательности строительных блоков. Полисахариды также состоят из большого числа строительных блоков. Крахмал и целлюлоза, например, представляют собой длинные цепи строительных блоков одного типа, а именно - сахара глюкозы. Поскольку полисахариды построены из структурных единиц только одного типа или из чередующихся единиц двух типов, они не могут нести закодированную генетическую информацию. Таким образом, более 90 % сухого органического вещества в живых организмах составляют тысячи разнообразных макромолекул, построенных всего лишь из трех-четырех десятков различных видов простых органических молекул.
Молекулы, используемые в качестве строительных блоков, имеют простую структуру. В белках строительными блоками служат 20 различных аминокислот; все они содержат карбоксильную группу и аминогруппу, связанные с одним и тем же атомом углерода. Аминокислоты отличаются друг от друга строением только одной части молекулы, а именно боковой группы, обозначаемой обычно символом R.
Наиболее часто встречающиеся в природе полисахариды, крахмал и целлюлоза состоят из повторяющихся единиц D-глюкозы. Липиды также построены из сравнительно небольшого числа типов органических молекул. Большинство молекул липидов содержат одну или несколько длинноцепочечных жирных кислот, производных пальмитиновой или олеиновой кислот.
Кроме того, многие липиды содержат спирты, например глицерин, а некоторые еще и фосфорную кислоту. Таким образом, большая часть биомолекул построена примерно из трех десятков органических соединений. Все эти соединения выполняют самые разнообразные функции в живых организмах.
Жирные кислоты - это компоненты не только сложных липидов клеточных мембран, но и жиров - богатых энергией соединений, обеспечивающих накопление запасного «топлива» в организме. Кроме того, жирные кислоты входят в состав защитного воскового налета на листьях и плодах растений, а также служат предшественниками других специализированных соединений.
Аминокислоты - это не только строительные блоки белков; некоторые из них могут быть нейромедиаторами (нейротрансмиттерами) и предшественниками ряда гормонов, а у растений - токсичных алкалоидов. Аденин служит строительным блоком нуклеиновых кислот, некоторых коферментов и АТФ-соединения, выполняющего роль переносчика энергии в клетках. Таким образом, биомолекулы, играющие роль строительных блоков, являются, по существу, предшественниками или родоначальниками большинства других биомолекул. Поэтому мы можем рассматривать их как молекулярный алфавит живой материи. К этим простым органическим веществам нельзя относиться без некоторой доли благоговения и восхищения - ведь они были отобраны в процессе эволюции и стали участниками столь необычных и уникальных взаимоотношений, совокупность которых мы называем молекулярной логикой живых организмов.
Исходя из всего сказанного выше, можно с уверенностью считать, что, несмотря на многообразие живых организмов в природе, все они находятся в непосредственном родстве друг с другом. И, несмотря на то, что у современной науки существует много версий о происхождении жизни на Земле, все современные живые организмы, вероятнее всего, являются потомками одного общего предка.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
. Боген Г. Современная биология. М.: Мир, 1970, 416 с.
. Дубинин Н. П., Петров Д. Ф., Булаева К. Б., Мезина С. И., Терехов Б. А. Общая биология: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1980, 336 с.
. Критерий живого.// Под. ред. Спасского Б. И., Руденко А. П. М.: МГУ, 1971, 84 с.
. Ленинджер А. Л. Основы биохимии в 3-х т.М.: Мир, 1985, 1056 с.
. Мамонтов С. Г. Биология: для школьников старших классов и поступающих в вузы // Учеб. пособие. М.: Дрофа, 1997, 480 с.
. От молекул до человека.// Под. ред. Наумова Н. П. М.: Просвещение, 1973, 480 с.
. Югай Г. А. Общая теория жизни. - М.: Мысль, 1985, 256 с.