Главная > Химия > Основы биохимии, Т.1.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

3.8. Молекулы, используемые в качестве строительных блоков, имеют простую структуру

На рис. 3-11 показана структура биомолекул, относящихся к разным семействам строительных блоков. В белках строительными блоками служат 20 различных аминокислот; все они содержат карбоксильную группу и аминогруппу, которые связаны 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 (рис. 3-11, А).

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.

Рис. 3-11. Первичные биомолекулы, играющие роль основных строительных блоков, представляют собой как бы буквы биохимического алфавита. На этом рисунке показаны 20 аминокислот (А), из которых построены белки всех организмов, пять азотистых оснований и два пятиуглеродных сахара {Б), входящих в состав всех нуклеиновых кислот, основные строительные блоки липидов (В) и a-D-глюкоза (Г) - родоначальник большинства углеводов.

Каждый нуклеотид в свою очередь состоит из трех более мелких единиц: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного сахара и 3) фосфорной кислоты. Пять различных оснований и два углеводных компонента нуклеотидов показаны на рис. 3-11, Б.

Как указывалось выше, 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 содержит одну или несколько длинноцепочечных жирных кислот, производных пальмитиновой или олеиновой кислот (рис. 3-11, В). 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, приведенных на рис. 3-11.

Все эти соединения выполняют самые разнообразные функции в живых организмах. Так, изображенная на рис. 3-12 D-глюкоза не только служит строительным блоком резервного углевода крахмала и структурного углевода целлюлозы, но и играет роль предшественника в синтезе других сахаров, таких, как D-фруктоза, D-манноза и сахароза (тростниковый сахар). 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.

Рис. 3-12. Каждая первичная биомолекула, используемая в качестве строительного блока, играет также роль предшественника в биосинтезе многих биомолекул других типов.

Аленин служит строительным блоком нуклеиновых кислот, некоторых коферментов и ATP-соединения, выполняющего роль переносчика энергии в клетках.

Таким образом, изображенные на рис. 3-11 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.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление