Реферат - Єдність хімічного складу живої матерії - завантажити безкоштовно

1. 1. Властивості живої матерії
2. 2. Єдність складу живої матерії
3. 3. Хімія живої матерії
4. - Основні елементи
5. - Макроелементи
6. - Мікроелементи
7. - Вода
8. - Білки
9. - Нуклеїнові кислоти
10. - Полісахариди
11. - Ліпіди

Завантажити реферат: Єдність хімічного складу живої матерії

зміст реферату
1. Властивості живої матерії
2. Єдність складу живої матерії
3. Хімія живої матерії
4. Макромолекули і їх склад
Список літератури
«Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування полягає по своїй суті в постійному самооновлення хімічних складових частин цих тіл».
Ф. Енгельс

1. Властивості живої матерії

Близько 20 мільярдів років тому в Галактиці стався надпотужний вибух, і весь простір заповнилося розпеченими субатомними частинками з дуже високою енергією. Так виник Всесвіт. Поступово, у міру охолодження Всесвіту, з цих елементарних частинок сформувалися позитивно заряджені ядра, до яких стали притягатися негативно заряджені електрони. Таким шляхом утворилося близько сотні або трохи більше хімічних елементів, в тому числі і атоми, що входять до складу живих організмів.
Прості органічні сполуки, з яких побудовані всі організми, притаманні лише живій природі і в сучасних земних умовах є продуктами тільки біологічної активності. Ці сполуки, звані биомолекулами, грають роль будівельних блоків при утворенні біологічних структур. Вони були відібрані в ході біологічної еволюції завдяки їх придатності до виконання суворо визначених функцій в живих клітинах. У всіх організмах ці сполуки однакові.
Біомолекули пов'язані між собою і взаємодіють відповідно до правил «молекулярної гри» - молекулярної логіки живого стану. Розміри, форма і хімічні властивості біомолекул дозволяють їм не тільки служити будівельними блоками при створенні складної структури клітин, але і брати участь в безперервних процесах перетворення енергії і речовини. Об'єкти живої природи складаються з «неживих» молекул. Якщо ці молекули виділити і кожен їх вид досліджувати окремо, то можна переконатися, що вони підкоряються всім законам фізики і хімії, що описує поведінку неживої матерії. Проте, живі організми володіють незвичайними властивостями, відсутніми в скупченнях неживих молекул.
Для живої матерії характерні деякі відмінні риси. Одна з найбільш примітних особливостей живих організмів - це їх складність і висока ступінь організації. Вони характеризуються ускладненим внутрішньою будовою і містять безліч різних складних молекул. Живі організми представлені мільйонами різних видів, тоді як навколишня нежива матерія - глина, пісок, каміння, вода - складається з неупорядкованих сумішей порівняно простих хімічних сполук.
Друга особливість живих організмів полягає в тому, що будь-яка його складова частина має спеціальне призначення і виконує строго певну функцію. Це відноситься не тільки до макроскопічних структурам і, зокрема, до органів, таким, як серце, легені або мозок, але і до мікроскопічних внутрішньоклітинних структур, таким, як клітинне ядро. Навіть індивідуальні хімічні сполуки, що містяться в клітці, наприклад, білки або ліпіди, наділені спеціальними функціями. Тому цілком правомірне питання про те, для якої мети знадобилася живому організму та чи інша молекула або хімічна реакція, тоді як питати про функції різних хімічних сполук, що входять до складу неживої матерії, абсолютно безглуздо. Живі організми ніколи не бувають в стані рівноваги - це стосується як процесів, що йдуть в них самих, так і їх взаємодії з навколишнім середовищем.
Нежива матерія, навпаки, не здатна до цілеспрямованого використання енергії для підтримки своєї структури і виконання роботи. Надана самій собі, вона поступово руйнується і згодом переходить в невпорядковане стан; при цьому встановлюється рівновага з навколишнім середовищем. Але сама вражаюча особливість живих організмів - це їх здатність до точного самовідтворення - властивість, яке можна вважати справді квінтесенцією живого стану. Відомі нам суміші речовин, що входять до складу неживих предметів, не виявляють здібності до зростання і відтворення, що забезпечує збереження з покоління в покоління однакової форми, маси і внутрішньої структури цих предметів.

2. Єдність складу живої матерії

Молекули, з яких складаються живі організми, підлягають всім відомим законам хімії, але, крім того, вони взаємодіють між собою відповідно до іншою системою принципів, якій можна дати загальну назву - молекулярна логіка живого стану. Ці принципи зовсім не завжди є якісь нові, досі ще невідомі фізичні закони або сили. Їх слід розглядати швидше як особливу систему закономірностей, що характеризують природу, функції та взаємодія біомолекул, т. Е. Таких молекул, які входять до складу живих організмів.
Всі живі організми містять органічні макромолекули, побудовані за загальним планом. Більшість хімічних компонентів живих організмів є органічні сполуки, т. Е. З'єднання вуглецю, в яких атоми вуглецю ковалентно пов'язані з іншими атомами вуглецю, а також з атомами водню, кисню та азоту. Жива матерія складається з безлічі найрізноманітніших органічних сполук, причому багато хто з них представляють собою надзвичайно великі і складні молекули. Навіть найпростіші, дрібні за розміром бактеріальні клітини містять дуже велику кількість різних органічних молекул. Наприклад, в клітці бактерії Escherichia coli (звичайна кишкова паличка) налічується близько 5000 різних видів органічних сполук, в тому числі 3000 різних білків і 1000 різних типів нуклеїнових кислот.
Білки і нуклеїнові кислоти - це дуже великі і складні молекули (макромолекули), відома точна будова лише небагатьох з них. У набагато більш складному організмі людини зустрічається близько 5000000 типів білкових молекул. Фактично кожен вид живих організмів містить свій набір білків і нуклеїнових кислот, і майже всі вони чітко відрізняються від білків і нуклеїнових кислот, що належать іншому виду. Оскільки існують близько 10 млн видів живих організмів, легко підрахувати, що всі ці види, разом узяті, повинні містити, за мінімальною оцінкою, 1011 різних білків і майже стільки ж різних нуклеїнових кислот. Однак, як це не парадоксально, все велике розмаїття органічних молекул в живих організмах зводиться до досить простий картині. Це пов'язано з тим, що всі макромолекули в клітині складаються з простих і невеликих молекул декількох типів, які використовуються в якості будівельних блоків, які зв'язуються в довгі ланцюги, що містять від 50 до багатьох тисяч ланок.
Довгі, схожі на ланцюга молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) побудовані за все з чотирьох типів будівельних блоків - дезоксирибонуклеотидов, розташованих в певній послідовності. Білки являють собою ланцюги, що складаються з 20 різних ковалентно пов'язаних один з одним амінокислот - низькомолекулярних органічних сполук з відомою структурою. Ці амінокислоти можуть бути розташовані в самих різних послідовностях і утворювати безліч різноманітних білків, подібно до того, як 33 літери алфавіту, розташовані в певному порядку, складають майже необмежену кількість слів, пропозицій і навіть книг. Більш того, ті чотири нуклеотиду, з яких побудовані всі нуклеїнові кислоти, і 20 амінокислот, з яких побудовані всі білки, однакові у всіх організмах, включаючи тварин, рослини і мікроорганізми. Цей факт переконливо свідчить на користь того, що всі живі організми походять від спільного предка.
Для простих молекул, з яких побудовані всі макромолекули, характерна ще одна примітна особливість. Вона полягає в тому, що кожна з них виконує в клітині відразу кілька функцій. Різні амінокислоти служать не тільки будівельними блоками білків, але і попередниками гормонів, алкалоїдів, пігментів і багатьох інших біомолекул. Нуклеотиди використовуються не тільки як будівельні блоки нуклеїнових кислот, але і як коферменти і переносники енергії. В живих організмах зазвичай не буває з'єднань, які не виконували б якої-небудь функції, хоча функції деяких біомолекул нам поки невідомі. Виходячи з усіх цих міркувань, можна сформулювати ряд принципів молекулярної логіки живого: структура біологічних макромолекул проста в своїй основі. Всі живі організми складаються з одних і тих же молекул, використовуваних як будівельні блоки, що вказує на їх походження від загального предка. Ідентичність організмів кожного виду зберігається завдяки наявності властивого тільки йому набору нуклеїнових кислот і білків. Все біомолекули виконують в клітинах специфічні функції.

3. Хімія живої матерії

Центральне значення хімічних процесів в органічному житті ні в кого не може викликати сумніви. Така природа самого явища органічного життя як вищої форми руху матерії в порівнянні з хімічною формою руху. Органічне життя виникла саме на основі розвитку хімічної форми руху без будь-яких проміжних форм. Тому хімія має безпосереднє відношення до життя. За хімічним складом жива матерія дуже сильно відрізняється від неживої матерії земної кори.
Які хімічні елементи і в яких співвідношеннях виявляються в клітинах? Як вони туди потрапили? Яким чином виявляються в живих клітинах молекули виявилися пристосованими для виконання своїх функцій? Щоб спробувати відповісти на ці питання, ми повинні розглянути біомолекули з тих же позицій, що і небіологічні молекули, використовуючи принципи і підходи, прийняті в класичній хімії. Одночасно слід також охарактеризувати біомолекули з біологічної точки зору - в світлі уявлень про те, що різні типи молекул в живій матерії зв'язуються один з одним і взаємодіють, підкоряючись законам, які ми називаємо в сукупності молекулярної логікою живого.
Хімічний склад живої матерії відрізняється від хімічного складу земної кори. Для різних форм живого необхідні лише 27 з 92 природних хімічних елементів, присутніх в земній корі. Основні з них - це елементи, що входять до складу органічної речовини:
- вуглець С, водень Н, кисень O, азот N, фосфор P і сірка S;
елементи, що зустрічаються у вигляді іонів:
- натрій Na +, калій K +, магній Mg2 +, кальцій Ca2 + і хлор Cl-;
мікроелементи:
- залізо Fe, мідь Cu, цинк Zn, марганець Mn, кобальт Co, йод I, молібден Mo, ванадій V, нікель Ni, хром Cr, фтор F, селен Se, кремній Si, олово Sn, бор B і миш'як As.
Більшість зустрічаються в живій матерії елементів мають порівняно невеликі порядкові номери, і лише у трьох з них порядкові номери перевищують 34. Більш того, співвідношення цих хімічних елементів в живих організмах зовсім інше, ніж в земній корі. В живих організмах в найбільших кількостях зустрічаються чотири елементи - водень, кисень, вуглець і азот; в більшості клітин на їх частку припадає понад 99% загальної маси. Відносний вміст трьох з цих елементів - водню, азоту і вуглецю - в живу речовину набагато вище, ніж в земній корі.
Відмінності в елементарному складі земної кори і живої матерії стануть ще більш явними, якщо при порівнянні враховувати тільки вага сухої речовини живих організмів, виключивши з розгляду воду, на частку якої припадає понад 75% їх загальної ваги. У живих клітинах вуглець становить 50-60% сухої речовини, азот - 8-10%, кисень - 25-30% і водень - 3-4%. У земній ж корі на частку вуглецю, водню і азоту, разом узятих, припадає менше 1% її загальної маси. Разом з тим, вісім з десяти елементів, що містяться в організмі людини в найбільших кількостях, входять в число десяти елементів, які в найбільших кількостях присутні в морській воді. Виходячи з цих даних, можна зробити два робочих допущення. Відповідно до першого з них, хімічні сполуки, що містять вуглець, водень, кисень і азот (найбільш поширені в живій природі елементи), були відібрані в ході еволюції завдяки їх особливій пристосованості для участі в процесах життєдіяльності. Друге припущення полягає в тому, що морська вода була саме тією рідким середовищем, в якій живі організми вперше з'явилися на ранніх етапах розвитку Землі.

- Основні елементи

Водень, кисень, вуглець і азот здатні утворювати міцні ковалентні зв'язки за допомогою спарювання електронів, що належать двом атомам. Кисень, вуглець і азот утворюють і одинарні, і подвійні зв'язку, завдяки чому виходять найрізноманітніші хімічні сполуки. Хімічні властивості живих організмів в значній мірі залежать від вуглецю, на частку якого припадає понад половини їх сухої ваги. Для заповнення зовнішньої електронної оболонки атома водню не вистачає одного електрона, атома кисню - двох, атому азоту - трьох і атому вуглецю - чотирьох електронів. Таким чином, при взаємодії атома вуглецю з чотирма атомами водню «усуспільнюється» чотири електронні пари, в результаті чого виникає з'єднання метан (СН4), в якому кожна загальна електронна пара відповідає одній одинарного зв'язку.
Вуглець може утворювати одинарні зв'язку також і з атомами кисню та азоту. Однак найбільш важливе значення в біології має здатність атомів вуглецю «ділитися» електронними парами один з одним, що призводить до формування дуже стійких одинарних вуглець-вуглецевих зв'язків. Кожен атом вуглецю може утворити одинарну зв'язок з одним, двома, трьома або чотирма іншими атомами вуглецю. Крім того, два вуглецевих атома, з'єднуючись один з одним, можуть «усуспільнити» дві пари електронів; при цьому утворюється подвійна вуглець-вуглецевий зв'язок.
Завдяки описаним властивостями, ковалентно пов'язані атоми вуглецю здатні утворювати безліч різноманітних структур: лінійні і розгалужені ланцюги, циклічні і сітчасті структури, а також їх комбінації. Всі ці структури лежать в основі скелетів численних органічних молекул самих різних типів. До таких вуглецевим скелетам можуть приєднуватися інші атомні групи, що зумовлено здатністю вуглецю утворювати ковалентні зв'язки з киснем, воднем, азотом і сіркою. Речовини, що мають скелети з ковалентно пов'язаних вуглецевих атомів, називаються органічними сполуками, причому їх різноманітність практично безмежно.
Оскільки більшість біомолекул відносяться до органічних сполук, можна припустити, що здатність вуглецю брати участь у формуванні різноманітних хімічних зв'язків зіграла вирішальну роль у виборі саме вуглецевмісних сполук для створення молекулярних механізмів клітин в процесі виникнення і еволюції живих організмів. Особливо важлива здатність атомів вуглецю взаємодіяти один з одним шляхом виникнення ковалентних вуглець-вуглецевих зв'язків. Кожен вуглецевий атом може встановити ковалентні зв'язки з чотирма атомами вуглецю. Ковалентно пов'язані атоми вуглецю можуть формувати каркаси незліченної безлічі різних органічних молекул. Оскільки атоми вуглецю легко вступають в ковалентні зв'язки з киснем, азотом і сіркою, органічні молекули досягають виняткової складності і різноманітності будови.

- Макроелементи

Крім чотирьох основних елементів, в клітці в помітних кількостях (десяті і соті частки відсотка) містяться натрій, калій, кальцій, хлор, фосфор, сірка, залізо, магній. Кожен з них виконує важливу функцію в клітині. Наприклад, іони Na ​​+, К + і Cl- забезпечують проникність клітинних мембран для різних речовин і проведення імпульсу по нервовому волокну. Кальцій і фосфор беруть участь у формуванні кісткової тканини, забезпечуючи міцність кістки. Крім того, кальцій - один з факторів, що впливають на процес згортання крові. Залізо входить до складу гемоглобіну - білка еритроцитів, - зв'язує кисень. Магній в клітинах зелених рослин - компонент хлорофілу - пігменту, що забезпечує перетворення сонячної енергії в енергію хімічних зв'язків (фотосинтез), в клітинах тварин знаходиться в складі ряду ферментів.

- Мікроелементи

Інші елементи (цинк, мідь, йод, фтор та ін.) Містяться в живих організмах в дуже малих кількостях - в цілому до 0,02%. Смороду зустрічаються головні чином в спеціалізованіх клітінах, де беруть участь в утворенні Біологічно активних Речовини. Так, цинк входить в молекулу гормону підшлункової залози інсуліну, що регулює вуглеводний обмін, йод - компонент гормону щитовидної залози тироксину, що регулює інтенсивність обміну речовин і зростання організму в процесі розвитку. Всі хімічні елементи знаходяться в організмі або у вигляді іонів, або входять до складу тих чи інших сполук - молекул неорганічних і органічних речовин.

- Вода

З неорганічних сполук найпоширеніше в живих організмах - вода. Вода є найбільш широко поширеною речовиною в живій природі, і її ваговий вміст в більшості живих організмів становить 70% і більше. Її зміст в клітинах різного типу коливається в широких межах: в клітинах емалі зубів води близько 10%, а в клітинах зародка - більше 90%. У тілі медузи води до 98%. Крім того, перші живі організми виникли, ймовірно, в первинному океані, так що вода - це по суті прародителька всього живого.
Вода заповнює всі складові частини кожної живої клітини, і саме вона є те середовище, в якій здійснюються транспорт поживних речовин, каталізують ферментами метаболічні реакції і перенесення хімічної енергії. Тому всі структурні елементи живої клітини і їх функції обов'язково повинні бути пристосовані до фізичних і хімічних властивостях води. Більш того, клітини навчилися використовувати унікальні властивості води для реалізації деяких процесів їх життєдіяльності.
Часто ми розглядаємо воду просто як нешкідливу інертну рідину, зручну для практичного використання в різних цілях. Хоча в хімічному відношенні вода досить стійка, вона являє собою речовина з досить незвичайними властивостями. Справді, вода і продукти її іонізації - іони Н + і ОН - роблять дуже великий вплив на властивості багатьох важливих компонентів клітини, таких, як ферменти, білки, нуклеїнові кислоти і ліпіди. Наприклад, каталітична активність ферментів в значній мірі залежить від концентрації іонів Н + і ОН-.
Серед інших хімічних речовин живої клітини переважають органічні сполуки. Вони складають в середньому 20-30% маси організму. До них відносяться біологічні полімери - білки, нуклеїнові кислоти і вуглеводи, а також жири і ряд невеликих молекул - гормонів, пігментів, амінокислот, нуклеотидів, АТФ та ін. В різні типи клітин входить неоднакова кількість тих чи інших органічних сполук. Наприклад, в рослинних клітинах переважають складні вуглеводи - полісахариди; в тварин - більше білків і жирів. Проте, кожна група органічних речовин в будь-якому типі клітин виконує подібні функції.
Практично всі суху речовину клітин складають органічні сполуки, представлені чотирма основними видами молекул: білками, нуклеїновими кислотами, полісахаридами і ліпідами.

- Білки

На частку білків припадає основна частина живої матерії в клітинах. Термін «протеїн» (білок) походить від грецького слова proteios, що означає «перший» або «головний». У всіх живих організмів білки є прямими продуктами гeнов і ефекторами їх дії. Багато білки володіють специфічною каталітичної активністю і функціонують як ферменти. Білки інших типів грають роль структурних елементів в клітинах і тканинах. Ряд білків, присутніх в мембранах клітин, сприяють транспорту деяких речовин всередину клітин і назовні. У здійсненні безлічі інших біологічних функцій також беруть участь білки - мабуть, найбільш універсальні в цьому відношенні біомолекули.

- Нуклеїнові кислоти

Особлива роль у розвитку всього живого належить нуклеїнових кислот. Нуклеїнові кислоти присутні в усьому живому і виконують роль сховищ генетичної інформації. Найбільші і незвичайні молекули, які можна виявити в живих організмах, - це нуклеїнові кислоти. Вони були відкриті в ході активного вивчення живої матерії, яке велося за допомогою хімічних методів в кінці XIX в. Швейцарський біохімік Фрідріх Мішер першим виявив з'єднання кислотної природи, пов'язані з білками клітинного ядра. Він знайшов ці сполуки в ядрах клітин гною і в сперміях (чоловічих статевих клітинах). Згодом Мішер встановив, що ці речовини помітно відрізняються від білкових і інших з'єднань. Оскільки їх виявили в клітинних ядрах (ядро - нуклеус), вони отримали назву «нуклеїнові кислоти».
Про широке поширення таких з'єднань в живій природі спочатку не знали, проте у міру вивчення все нових і нових видів рослин, тварин і мікроорганізмів стало ясно, що всі вони містять нуклеїнові кислоти. Всі наявні на сьогодні експериментальні відомості говорять про те, що нуклеїнові кислоти є молекулами, що здійснюють первинний контроль над усіма найважливішими процесами життєдіяльності в усіх організмах. Це дозволяє припустити, що нуклеїнові кислоти грали подібну роль і в житті примітивних форм організмів.
У міру вдосконалення методів аналізу, з'явилася можливість порівняти нуклеїнові кислоти різних організмів. На подив хіміків та біологів, виявилося, що нуклеїнові кислоти найрізноманітніших живих істот (від вірусів до зелених рослин, тварин і людини) дуже подібні. З інших дослідів вдалося з'ясувати, що нуклеїнові кислоти є не тільки в ядрі клітини, але і в інших її частинах. Термін «нуклеїнові (ядерні) кислоти» все ж застосовується, хоча він і не зовсім точний. Особливості їх хімічної будови забезпечують можливість зберігання, перенесення в цитоплазму і передачу у спадок дочірнім клітинам інформації про структуру білкових молекул, які синтезуються в кожній клітині.
Білки обумовлюють більшість властивостей і ознак клітин. Тому зрозуміло, що стабільність структури нуклеїнових кислот - найважливіша умова нормальної життєдіяльності клітин і організму в цілому. Будь-які зміни будови нуклеїнових кислот спричиняють зміни структури клітин. Існує два найважливіших типи нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК). РНК відрізняється від ДНК тим, що в її склад входить інший тип цукру і підстава урацил замість тиміну. ДНК і РНК у всіх клітинах виконують одні і ті ж функції, забезпечуючи зберігання, передачу і реалізацію генетичної інформації. ДНК служить сховищем генетичної інформації, а різні типи РНК сприяють її реалізації в процесі синтезу білків.
Всі нуклеїнові кислоти утворюються з восьми різних повторюваних структурних одиниць - нуклеотидів; чотири з них грають роль структурних одиниць ДНК, а інші чотири використовуються при побудові РНК. Кожен нуклеотид, в свою чергу, складається з трьох дрібніших одиниць:
1) азотистої основи;
2) пятиуглеродного цукру;
3) фосфорної кислоти.
Словом, все різноманіття живих організмів залежить від послідовності розміщення в молекулі ДНК чотирьох структурних одиниць - нуклеотидів.

- Полісахариди

Полісахаридів притаманні важливі біологічні функції. Крохмаль і глікоген використовуються як тимчасові депо глюкози. Нерозчинні полімери вуглеводів виконують функції структурних та опорних елементів в клітинних стінках бактерій і рослин, а також в сполучної тканини і оболонках клітин тварин. Полісахариди інших типів служать в якості мастила в суглобах, забезпечують злипання клітин і надають біологічну специфічність поверхні клітин тварин.

- Ліпіди

Ліпіди, до яких відносяться жири і жироподібні речовини, по-перше, грають роль основних структурних компонентів мембран і, по-друге, служать запасний формою багатого енергією «пального».

4. Макромолекули і їх склад

Ці чотири найбільш важливих класу біомолекул мають одну загальну властивість: всі вони являють собою відносно великі структури з високими молекулярними масами і тому називаються макромолекулами. Молекулярні маси різних білків лежать в межах від 5000 до 1 млн. У деяких нуклеїнових кислот молекулярні маси досягають декількох мільярдів. Полісахариди, наприклад крохмаль, також мають високі молекулярні маси порядку мільйонів. Розміри окремих ліпідних молекул значно менше (мол. Маса 50 - 1500). Однак зазвичай ліпідні молекули об'єднуються один з одним і утворюють дуже великі структури, які включають тисячі молекул і функціонують, по суті, як макромолекулярні системи (така система служить, зокрема, «основою» клітинних мембран). Таким чином, ми можемо віднести подібні ліпідні структури до макромолекулам.
Макромолекули утворюються з невеликих молекул, що грають роль будівельних блоків. Хоча в живих організмах міститься безліч різних білків і нуклеїнових кислот, побудова цих складних структур засноване на досить простих принципах. В якості будівельних блоків, з яких складаються всі білки і нуклеїнові кислоти, використовуються прості молекули; число цих молекул невелика, і вони мають один і той же будова у всіх видів організмів. Молекули всіх білків, що представляють собою довгі ланцюги, побудовані за все з 20 різних амінокислот, розташованих в тій чи іншій лінійної послідовності. З одних і тих же будівельних блоків різні організми здатні виробляти такі різноманітні продукти, як ферменти, гормони, білок кришталика ока, пір'я, павутина, панцир черепахи, білки молока, енкефаліни (наркотики, що виробляються самим організмом), антибіотики, отруйні речовини грибів і багато інші сполуки, наділені специфічною біологічною активністю.
Аналогічним чином довгі, що нагадують ланцюга, молекули нуклеїнових кислот у всіх організмів побудовані з невеликого числа нуклеотидів, що утворюють різні послідовності. Білки і нуклеїнові кислоти є інформаційними макромолекулами; кожен білок і кожна нуклеїнова кислота несуть певну інформацію, закодовану в послідовності будівельних блоків. Полісахариди також складаються з великого числа будівельних блоків. Крохмаль і целюлоза, наприклад, є довгі ланцюги будівельних блоків одного типу, а саме - цукру глюкози. Оскільки полісахариди побудовані із структурних одиниць тільки одного типу або з чергуються одиниць двох типів, вони не можуть нести закодовану генетичну інформацію. Таким чином, понад 90% сухої органічної речовини в живих організмах складають тисячі різноманітних макромолекул, побудованих лише з трьох-чотирьох десятків різних видів простих органічних молекул.
Молекули, що використовуються в якості будівельних блоків, мають просту структуру. У білках будівельними блоками служать 20 різних амінокислот; всі вони містять карбоксильну групу і аміногрупу, пов'язані з одним і тим же атомом вуглецю. Амінокислоти відрізняються один від одного будовою тільки однієї частини молекули, а саме бічний групи, що позначається зазвичай символом R.
Найбільш часто зустрічаються в природі полісахариди, крохмаль і целюлоза складаються з повторюваних одиниць D-глюкози. Ліпіди також побудовані з порівняно невеликого числа типів органічних молекул. Більшість молекул ліпідів містять одну або кілька довголанцюжкових жирних кислот, похідних пальмітинової або олеїнової кислот.
Крім того, багато ліпіди містять спирти, наприклад гліцерин, а деякі ще й фосфорну кислоту. Таким чином, більша частина біомолекул побудована приблизно з трьох десятків органічних сполук. Всі ці сполуки виконують найрізноманітніші функції в живих організмах.
Жирні кислоти - це компоненти не тільки складних ліпідів клітинних мембран, а й жирів - багатих енергією з'єднань, що забезпечують накопичення запасного «палива» в організмі. Крім того, жирні кислоти входять до складу захисного воскового нальоту на листках і плодах рослин, а також служать попередниками інших спеціалізованих з'єднань.
Амінокислоти - це не тільки будівельні блоки білків; деякі з них можуть бути нейромедиаторами (нейротрансмиттерами) і попередниками ряду гормонів, а у рослин - токсичних алкалоїдів. Аденін служить будівельним блоком нуклеїнових кислот, деяких коферментів і АТФ-з'єднання, що виконує роль переносника енергії в клітинах. Таким чином, біомолекули, які відіграють роль будівельних блоків, є, по суті, попередниками або родоначальниками більшості інших біомолекул. Тому ми можемо розглядати їх як молекулярний алфавіт живої матерії. До цих простих органічних речовин не можна ставитися без деякої частки благоговіння і захоплення - адже вони були відібрані в процесі еволюції і стали учасниками таких незвичайних і унікальних взаємин, сукупність яких ми називаємо молекулярної логікою живих організмів.
Виходячи з усього сказаного вище, можна з упевненістю вважати, що, незважаючи на різноманіття живих організмів в природі, всі вони знаходяться в безпосередньому родинному один з одним. І, незважаючи на те, що у сучасної науки існує багато версій про походження життя на Землі, всі сучасні живі організми, найімовірніше, є нащадками одного загального предка.

список літератури

1. Боген Г. Сучасна біологія. М .: Мир, 1970, 416 с.
2. Дубінін Н. П., Петров Д. Ф., Булаева К. Б., Мезина С. І., Терехов Б. А. Загальна біологія: Посібник для вчителя. М .: Просвещение, 1980, 336 с.
3. Критерій живого .// Під. ред. Спаського Б. І., Руденко А. П. М .: МГУ, 1971, 84 с.
4. Ленинджер А. Л. Основи біохімії в 3-х Т.М .: Мир, 1985, 1056 с.
5. Мамонтов С. Г. Біологія: для школярів старших класів і вступників у вузи // Учеб. посібник. М .: Дрофа, 1997, 480 с.
6. Від молекул до людини .// Під. ред. Наумова Н. П. М .: Просвещение, 1973, 480 с.
7. Югай Г. А. Загальна теорія життя. - М .: Думка, 1985, 256 с.

© Реферат плюс