Դաս 1

Կենդանի օրգանիզմների բաղադրությունը: Կենդանի օրգանիզմները պարունակում են տարբեր բնույթի հազարավոր քիմիական նյութեր:

Կենդանի օրգանիզմներում հայտնաբերվում է Երկրի քիմիական տարրերի մեծ մասը: Ի տարբերություն անկենդան մարմինների՝ կենդանի օրգանիզմներում հատկապես մեծ է թթվածնի, ածխածնի, ազոտի և ջրածնի քանակությունը: Այս չորս տարրերը միասին կազմում են օրգանիզմում բոլոր տարրերի 98%-ը: Դրանք կոչվում են մակրոտարրեր:

Օրգանական են կոչվում են այն բարդ քիմիական միացությունները, որոնց կազմի մեջ մտնում է ածխածին:Բացառություն են կազմում կարբիդները, ցիանիդները, կարբոնատները, ածխածնի օքսիդը, որոնք անօրգանական նյութեր են: Օրգանական նյութերն ունեն կենդանական կամ բուսական ծագում:  

Օրգանական նյութեր են.  – ճարպերը՝ կենդանական և բուսական,- ամինաթթուները, որոնք սպիտակուցների կառուցվածքային «աղյուսիկներն» են,- գլյուկոզը, ֆրուկտոզը, այլ շաքարները,- մրջնաթթուն, քացախաթթուն, մրգերում և բույսերում պարունակվող այլ թթուները,- բնական գազը, նավթը և դրա թորման արգասիքները՝ բենզինը, կերոսինը,- ածխաջրածինները՝ պրոպանը, բութանը, ացետիլենը,- էթիլ սպիրտը,- ացետոնը:

Բույսերի կողմից ֆոտոսինթեզի գործընթացը կարգավորող քլորոֆիլը, որն ունի շատ բարդ կառուցվածք.  -արյան մեջ պարունակվող հեմոգլոբինը, որը ևս ունի շատ բարդ կառուցվածք, -հատիկավորներում պարունակվող օսլան,  -բույսերի հիմքը հանդիսացող բջջանյութը:

Գոյություն ունեն նաև արհեստական օրգանական նյութեր՝ պլաստմասսաները:

Անօրգանական նյութեր (անօրգանական միացություններ), անօրգանական միացությունը քիմիական միացություն է, որը չունի ածխածին – ջրածին կապեր: Այնուամենայնիվ, նյութերի տարբերակումը օրգանականի և անօրգանականի հստակ սահմանված և համաձայնեցված չէ։Տարբեր տեսակետեր կան այդ թեմայի շուրջ: Անօրգանական քիմիան ուսումնասիրում է անօրգանական միացությունների հատկությունները: Անօրգանական նյութերը բաժանվում են երկու խմբի՝ պարզ նյութեր և քիմիական միացություններ։ Ածխածին պարունակող որոշ պարզ միացություններ հաճախ համարվում են անօրգանական: Դրանք այն նյութերն են,որոնք չեն պարունակում ածխածին, ինչպես նաև՝ որոշ ածխածին պարունակող միացություններ (կարբեդներ, ցիանիդներ, կարբոնատներ, ածխածնի օքսիդներ՝ CO և CO₂ և որոշ այլ միացություններ, որոնք համարվում են անօրգանական)։ Անօրգանական միացությունները չունեն օրգանական նյութերի համար բնորոշ ածխածնային կմախք։ Դրանցից շատերը հիմնականում օրգանական համակարգերի, այդ թվում՝ նաև օրգանիզմների բաղադրիչներն են։ Քիմիական նյութը անօրգանական համարել չի ​​նշանակում, որ այն չի առաջանում կենդանի օրգանիզմների մեջ: Անօրգանական միացությունները կազմում են Երկրի ընդերքի մեծ մասը, չնայած որ խորը մանտիայի բաղադրությունները դեռևս մնում են որպես ակտիվ տարածք ուսումնասիրությունների համար:

Հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ նյութր

Ջուրը լուծիչ է, որում լավ լուծվող նյութերը կոչվում են հիդրոֆիլ: Դրանցից են շատ անօրգանական աղերը, թթուները, հիմքերը, իսկ օրգանական նյութերից` որոշ ածխաջրեր կամ սպիտակուցներ և այլն: Սակայն կան նաև շատ նյութեր, որոնք վատ են լուծվում կամ չեն լուծվում ջրում: Դրանք կոչվում են հիդրոֆոբ նյութեր:

Բջջի օրգանական նյութեր,սպիտակուցներ, դրնաց կառուցվածքը:  Ածխաջրեր, ճարպեր դրանց կառուցվածքը:

Բջջում ջրից հետո մեծ քանակություն են կազմում սպիտակուցները: Մազը, եղունգը, ճանկը, փետուրը, սմբակը համարյա ամբողջովին կազմված են սպիտակուցներից: Օրգանիզմում կարևոր դեր ունեն նաև ածխաջրերը: Ածխաջրերից են գլյուկոզը, սախարոզը, ցելյուլոզը: Ածխաջրերը օրգանիզմին էներգիայով են ապահովում:Օրգանիզմին անհրաժեշտ էներգիայի 30%–ն ապահովում են ճարպերը։ Դրանք որոշ կենդանիների օրգանիզմը պաշտպանում են նաև ջերմության կորստից։ Օրինակ՝ կետերի մարմնի ճարպային շերտի հաստությունը հասնում է 1 մետրի։ Արջերը նույնպես, ձմեռային:

Սպիտակուցներ

Պանիրը, կարագը, ձուն, ձուկը և ընկույզները հարուստ են սպիտակուցներով:

1. Բջջի կորիզում պարունակվող ԴՆԹ-ի երկար մոլեկուլները կրում են լրիվտեղեկույթ օրգանիզմի բոլոր սպիտակուցների կառուցվածքի մասին:2. Գենի նուկլեոտիդների հաջորդականությունից ժառանգական տեղեկույթն արտատպվում է  մատրիցային–ՌՆԹ (մ-ՌՆԹ)  կոչվող հատուկ նյութի մոլեկուլների տեսքով:3. Մ-ՌՆԹ-ի տեղեկույթի համաձայն` ռիբոսոմներ կոչվող փոքրիկ բջջային մասնիկները կառուցում են շղթաներ ամինաթթուներից` դրանք  որոշակի կարգով միմյանց միացնելով:4. Հենց որ ավարտվում է պոլիպեպտիդային շղթայի սինթեզը, այն անմիջապես հավաքվում է հատուկ կերպով` ձեռք բերելով իրեն բնորոշ ձև:5. Բարդ սպիտակուցային կոմպլեքսները բաղկացած են մի քանի պոլիպեպտիդային շղթաներից:

Սպիտակուցները (պրոտեիններ) բարձրամոլեկուլային բնական օրգանական միացություններ են: Սպիտակուցների մոլեկուլները պարունակում են ածխածին, ջրածին, ազոտ, թթվածին և ծծումբ, որոշ տեսակներ՝ նաև ֆոսֆոր: Սպիտակուցները a – ամինաթթվային օղակներից կազմված շղթաներ են և կազմում են բջիջների չոր զանգվածի 50%-ից ավելին: Լինելով կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեության արդյունք (սինթեզվում են կենդանի բջիջների կողմից)՝ սպիտակուցներն ապահովում են նրանց գոյության, զարգացման, հասունացման և սերնդային նմանակի վերարտադրման հնարավորությունները: Սպիտակուցների հատկությունները պայմանավորված են նրանց մեջ ամինաթթուների հաջորդականությամբ: Օրգանիզմում սպիտակուցների դերը շատ տարատեսակ է: Յուրաքանչյուր սպիտակուց ունի յուրահատուկ ֆիզիոլոգիական գործառույթներ: Կառուցվածքային սպիտակուցները մասնակցում են օրգանիզմի տարբեր կառուցվածքների գոյացմանը: Բջիջների թաղանթները, ներբջջային գոյացությունները, նյարդային ցողունների թաղանթները բաղկացած են հատուկ չլուծվող սպիտակուցներից, որոնք բազմաշաքարների և ճարպերի հետ առաջացնում են բարդ միացություններ: Էլաստին սպիտակուցն արյունատար անոթների բաղադրիչներից է: Մաշկը, ջլերը, կապանները, աճառները, ոսկրերը պարունակում են կոլագեն սպիտակուցը: Կերատինները մազերի, եղունգների, փետուրների, եղջերային գոյացությունների հիմնական կառուցվածքային միավորներն են:Սպիտակուցային հորմոնները մասնակցում են օրգանիզմի աճին ու բազմացմանը: Հատուկ լուսազգայուն սպիտակուցի՝ ռոդոպսինի շնորհիվ աչքի ցանցաթաղանթի վրա առաջանում է դիտվող առարկայի պատկերը: Մկանները կծկվում ու թուլանում են միոզին և ակտին սպիտակուցների շնորհիվ: Այս սպիտակուցներով է պայմանավորված կենդանիների շարժվելու ունակությունը: Որոշ կենդանիների, օրինակ` օձերի, միջատների, և բույսերի թույները նույնպես սպիտակուցներ են: Առանձին սպիտակուցներ սննդանյութ են (կուտակվում են ձվի սպիտակուցային թաղանթում և բույսերի սերմերում): Սպիտակուցների կարևոր խումբ են ֆերմենտները: Օրգանիզմում բոլոր քիմիական շարժընթացներն իրականանում են դրանց մասնակցությամբ, առանց ֆերմենտների օրգանիզմում անհնարին են մարսողությունը, թթվածնի յուրացումը, նյութերի փոխանակությունը, էներգիայի կուտակումը, արյան մակարդումը և այլն: Որոշ սպիտակուցներ ունեն փոխադրող գործառույթներ. էրիթրոցիտներում պարունակվող հեմոգլոբինը թթվածինը թոքերից փոխադրում է դեպի հյուսվածքներ և օրգաններ, իսկ այնտեղից` ածխաթթվական գազը դեպի թոքեր, որտեղից էլ արտաշնչման ժամանակ այն դուրս է գալիս օրգանիզմից: Սպիտակուցներն ունեն նաև պաշտպանական գործառույթներ: Երբ արյան մեջ ախտածին բակտերիաներ են թափանցում, օրգանիզմում առաջանում են հակամարմիններ՝ իմունոգլոբուլիններ: Այս սպիտակուցները չեզոքացնում են ախտածին միկրոօրգանիզմների կենսագործունեության արգասիքները: Պաշտպանական գործառույթներից է նաև արյան մակարդումը: Արյան պլազմայում լուծված անգույն ֆիբրինոգեն սպիտակուցն արյունատար անոթի վնասված տեղում արագ պոլիմերվում է՝ վերածվելով ֆիբրինի սպիտակ թելիկների:Բոլոր սպիտակուցները (լուծվողներ և չլուծվողներ, կենսաբանորեն ակտիվներ և թունավորներ), անկախ իրենց բազմազանությունից և գործառույթների տարբերությունից, բաղկացած են ամինաթթուներից, որոնք քիմիական (պեպտիդային) կապերով միացած գծային պոլիմերներ են:Միևնույն ամինաթթվային կազմով, սակայն ամինաթթվային մնացորդների տարբեր հաջորդականությամբ 2 սպիտակուցներ օժտված են տարբեր քիմիական և կենսաբանական հատկություններով:Սպիտակուցներում պոլիպեպտիդային շղթաները սովորաբար ունեն պարուրաձև տարածական կառուցվածք: Պարույրի առանձին գալարներն իրար միացած են ջրածնային կապով: Տարբերում են սպիտակուցի մոլեկուլի առաջնային, երկրորդային, երրորդային և չորրորդային կառուցվածքներ:Սպիտակուցի մոլեկուլում ամինաթթվային մնացորդների հերթականությունը կոչվում է առաջնային կառուցվածք, իսկ ներմոլեկուլային կարգավորվածությունը՝ երկրորդային: Երրորդայինը պոլիպեպտիդային շղթաների տարածական կոնֆիգուրացիան է՝ պոլիպեպտիդային շղթան ամբողջությամբ «ծրարվում» և սևեռվում է ամինաթթուների կողմնային խմբերի փոխազդեցությունների շնորհիվ: Երբեմն որոշ սպիտակուցների մի քանի մոլեկուլներ միավորվում են 1 ընդհանուր՝ չորրորդային կառուցվածքի մեջ: Բարձր ջերմաստիճանի, թթուների, հիմքերի, ծանր մետաղների ազդեցությունից սպիտակուցները ենթարկվում են կառուցվածքային մեծ փոփոխությունների՝ բնազրկման (դենատուրացում), և կորցնում են կենսաբանական ակտիվությունը: Տարբերում են պարզ սպիտակուցներ կամ պրոտեիններ՝ կազմված միայն ամինաթթվային մնացորդներից (ալբումին, գլոբուլին, պրոլամին, գլուտելին, պրոտամին, հիստոն և այլն), և բարդ սպիտակուցներ կամ պրոտեիդներ, որոնց բաղադրության մեջ կան նաև այլ միացություններ (օրինակ՝ հեմոգլոբին, նուկլեոպրոտեիդ, միոգլոբին, ցիտոքրոմ և այլն):Սպիտակուցները սննդի օրաբաժնի հիմնական կառուցվածքային մասն են: Սննդի միջոցով օրգանիզմ անցած սպիտակուցները յուրացվում են մարսողական հյութերում պարունակվող ֆերմենտների ազդեցությամբ: Սննդի սպիտակուցները ճեղքվում են մինչև ամինաթթուներ, որոնք աղիներից անցնում են արյան մեջ: Սննդի սպիտակուցների քայքայումից առաջացած ամինաթթուներից օրգանիզմը սինթեզում է իրեն անհրաժեշտ կառուցվածքային, ֆերմենտային, կծկողական և այլ սպիտակուցներ:Հիվանդությունների ժամանակ մեծանում է անփոխարինելի (օրգանիզմի կողմից չսինթեզվող) ամինաթթուների` աղիներ ներթափանցելու և դրանց ներծծվելու միջև ընկած ժամանակը՝ հանգեցնելով հյուսվածքներում սպիտակուցային փոխանակության ու սինթեզի խանգարման:Օրգանիզմում սպիտակուցների պաշարի սպառման առավել վաղ ցուցանիշ է մեզում միզանյութի քանակի նվազումը (բնականոն վիճակում՝ օրական 20–35 գ):

• Սպիտակուցները կոչվում են նաև պրոտեիններ (հունարեն բառ է, նշանակում է կարևորագույն, առաջնային): Այս անվանումն արտացոլում է սպիտակուցային նյութերի առաջնակարգ կենսաբանական նշանակությունը: Որտեղ կա կյանք, այնտեղ առկա են սպիտակուցները, և հակառակը: