Реферат: Органикалық заттар медицинада
Биологиялық полимерлер – белоктар.
Белоктардың клеткадағы қызметі алуан түрлі. Ең бір маңыздысы — пластикалық (құрылыс) қызметі: белоктар барлық клеткалық мембраналар мен клетка органоидтары-ньщ, сондай-ақ клетка аралық қүрылымдардың түзілуіне қатысады.
Белоктардың өте мащлзды қызметінің бірі — катализаторлық кіызметі. Барлық биологиялық ферменттер — белок текті заттар, олар клеткада жүретін химиялық реакцияларды он, жүз, тіпті мың есе жылдамдатады.
Белоктың бүл маңызды қызметіне тереңірек тоқталайық. "Катализ " термині биохимияда, катализаторлар кеңінен қолданатын химиялық өнеркәсіптегідей жиі қолданылды. Бүл термин сөзбе-сөз "шешу", "босау" деген мағынаны білдіреді. Катализаторларға жататын химиялық заттар химиялық реакцияларды жылдамдатады, ал катализаторлардың қүрамы реакциядан кейін де өзгеріссіз қалады. Катализаторлар қатысатын реакция түрлерінің алуан түрлілігіне қарамастан, катализаторлық реак-цияның мәні — бастапқы заттар-дың катализатормен бірге аралық қосылыстарды түзуінде. Бастапкьі заттар салыстырмалы түрде соңғы өнімдерге тез айналады, ал ката-лизатор реакцияға дейінгі күйін қалпына келтіреді. Ферменттер де катализаторлар болып табылады. Оларға катализдің барлық қасиет-тері тән. Бірақ, ферменттер белок текті болғандықтан олар ерекше қасиеттерге де ие. Сонымен, ферменттер мен бейорганикалық хи-миядан белгілі катализаторлар, (мысалы, платина, ванадий тотығы) реакциялардың басқа да бейорганикалық жылдамдатқыштары ара-сында қандай үқсастықтары және айырмашылықтары бар? Бір ғана бейорганикалық катализатордың өзі өндірістің көптеген салаларын-да пайдаланылады. Ал фермент болса бір ғана реакцияны немесе реакцияның тек бір түрін жылдамдатады, яғни ол бейорганикалық затқа қарағанда ерекше, тек белгілі бір реакцияға ғана пайдаланы-лады(З.З-сурет).
Температура әрқашанда химиялық реакциялардың жылдамды-ғына әсер етеді. Бейорганикалық катализаторлар қатысында реак-циялардың көпшілігі өте жоғары температура жағдайында өтеді. Температура көтерілгенде реакция жылдамдығы әдетте жоғарылай-ды. Ферментативті реакциялар үшін температура тек белгілі бір дең-гейге дейінгі аралықта ғана көтеріле алады. Бүл температура аралығын оптималды температура деп атайды. (3.4-сурет). Темпера-тураның онан әрі жоғарылауы фермент молекуласының қүрылысы-ның өзгеруіне алып келеді, (белок денатурациясын қара), фермент молекуласының активтілігі алдымен төмендейді, кейін мүлде тоқтай-ды. Дегенмен, табиғи ыстық суларда тіршілік ететін микроорганизм-дердің кейбір ферменттері судың қайнау тепературасына жақын температураға шыдап қана қоймай, белсенділігін де жоғары дәреже-
де сақтайды.
Алайда, бүл микроорганизмдер үшін тіршілік ететін орта жағ-дайына сай температураның қолайлы шекті аралығы болады. Көптеген ферменттер үшін оптималды температура 35—40°С ара-лығы болып саналады.
Ферменттердің активтілігі клетка, орган және мүшелер қалып-ты тіршілік ете алатындай жағдайда ғана сақталады.
Бейорганикалық катализаторлар қатысымен өтетін реакциялар әдетте жоғары қысым жағдайында жүреді, ал ферменттер қатысында жүретін реакциялар қалыпты (атмосфералық) вд>ісым жағдайында өтеді. Ферменттердің басқа катализаторлардан басты айырмапы-лығы — ферменттердің қатысында өтетін реакциялар жылдамдығы бейорганикалық катализаторлар қатысында өтетін реакциялар жыл-дамдығынан он мың, кейде миллион есе жоғары жылдамдықта жүретіндігінде.
Барлығымызға белгілі түрмыста ағартқыш және дезинфекция-лайтын зат ретінде қолданылатын сутегінің асқын тотығы, катализа-торларсыз өте баяу ыдырайды.
Н2О2 Н2О + О
Ал, бейорганикалық катализатордың (темір түзы) қатысуымен реакция біршама тезірек жүреді. Барлық клетка қүрамында болатын каталаза ферменті осы реакцияны, яғни сутегінің асқын тотығын таңқаларлық жылдамдықпен ыдыратады: каталазаның молекуласы 1 минут ішінде 5 млн Н2О2 ыдыратады.
Катализатордың әр түрлі реакциялардағы жылдамдатқыш әсері активтену энергиясына байланысты. Ал бүл реакцияның жүруіне қажетті молекулалардың өзара әрекетесуі кезінде түзілетін энергиясыз реакцияның жүруі мүмкін емес. Міне сондықтан, актив-тену энергиясы шамаларының жоғары болуына байланысты ағаш, қағаз, керосин және басқа да жанғыш заттар бөлме температурасын-да өзінен-өзі жанбайды. Егер оларды оттекті ортада қыздырса, яғни өзіндік активтену энер- гиясынан жоғары энергия бергенде ғана олардың жану мүмкіндігі артады. Қоршаған орта температурасы не-ғүрлым жоғары болған сайын жанғыш заттардың жануына қажетті қосымша энергияның мөлшері соғүрлым төмен болады, яғни актив-тену энергиясы төмен болады.
Биологиялық катализаторлар осьшдай "жылытқыштық" рөлін атқарады, олардың көмегімен көптеген молекулалар ешбір кедергісіз әрекеттесе алады.
Тірі организмдердің қозгалыс фунщиясын арнайы жиы-рылғыш белоктар қамтамасыз етеді. Бүл белоктар клеткалар мен организмдер жасауға қабілетті қозғалыстың барлық түрлеріне қатысады: қарапайымдылардағы — кірпікшелердің және талшық-тардың қозғалуы, көп клеткалы жануарлардағы еттердің жиы-рылуы, өсімдіктердегі өсімдік жапырағының қозғалуы және т.б.
Белоктардыц тасымалдық цызметі — химиялық элемент-терді (мысалы,гемоглобиннің оттегін тасуы) немесе биологиялық активті заттарды (гормондарды) өздеріне қосуы және оларды дене-нің әр түрі үлпалары мен мүшелеріне жеткізу. Арнайы транспорттық белоктар клетка ядросында синтезделген РНК-ны цитоплазмаға көшіреді. Клетканың сыртқы мембранасында транспорттық бе-локтар көп болады. Олар қоршаған ортадан цитоплазмаға әр түрлі заттарды тасымалдайды.
Организмге бөгде белоктар немесе микроорганизмдер түсе қалған жағдайда қанның ақ түйіршіктері — лейкоциттер антидене деп аталатын арнайы белокты заттарды түзеді. Олар организмдегі бөгде заттарды (антигендерді) молекулалардың кеңістік конфигура цияларының сәйкестік принципі бойынша ("кілт-құлып" принципі бойынша) қосып алады. Осы процесс нәтижесінде организмге зиян-сыз, усыз "антиген-антидене" комплесі түзіледі, кейін бүл комплекс фагоцитоз процесі нәтижесінде лейкоциттердің басқа түрлерімен жойылады, бүл — белоктардың кррганыштыц цызметі.
Белоктар клеткада энергия көздерінің бірі бола алады, яғни уііергетикальщ цызмет атқара алады. 1 грамм белок соңғы өнімдерге дейін толық ыдырауы кезінде 17,6 кДж энергия бөлінеді. Бірақ бе-локтар мүндай қажеттілікке сирек пайдаланылады. Белок молекула-ларының ыдырауы кезінде босап шығатын амин кщшкщлдары жаңа белоктарды қүруға қажетті пластикалық алмасу реакцияларына қатысады.
Органикалық молекулалар – көмірсулар.
Көмірсулар немесе сахаридтер — органикалық қосылыстар, олардың жалпы формуласы Сп (Н2О)щ. Көмірсулардың көбісінде су молекулаларының саны көміртегі атомдарының санына сәйкес келеді. Сондықтан да бұл заттар көмірсулар деп аталады.
Жануар клеткасында көмірсулар 1—2 кейде 5%-дан аспай-тын мелшерде кездеседі. Көмірсулар өсімдік клеткаларында өте көп мөлшерде болады. Кейбір жағдайда олар өсімдіктің құрғақ массасының 90%-ын құрайды. (картоп түйнегі, түқым, т.б.) Көмірсулар қарапайым және күрделі болып екіге бөлінеді.
Қарапайым кемірсулар моносахаридтер деп аталады. Молекула қүрамындағы көміртегі атомдарының санына байла-нысты моносахаридтер триоза — 3 атом, тетраза — 4 атом, пен-тоза — 5 атомды, қүрамында көміртегінің 6 атомы болса гексоза деп аталады. Алты көміртегі атомы бар моносахаридтер — гексо-залардың ішінде маңыздылары — глюкоза, фруктоза және галактоза. Глюкоза қанның қүрамында (0,08—0,12%) болады, пен-тозалар — рибоза мен дезоксирибоза — нуклеин кщшкылдары мен АТФ-тің қүрамына кіреді.
Егер бір молекулада екі моносахарид бірігетін болса, мүндай қосылыс дисахарид деп аталады. Дисахаридтерге қант іфізылшасы мен қант қүрағынан алынатын ас қанты — сахароза жа-тады, ол глюкозаның бір молекуласынан және фруктозаның бір моле-куласынан түрады. Дисахаридтерге сондай-ақ сүт қанты жатады, ол глюкоза мен галактоза молекулаларынан түзіледі.
Күрделі көмірсулар. Көп моносахаридтердің бірігуінен түзілген қосылыс — полисахаридтер деп аталады. Крахмал, гли-коген және целлюлоза сияқты полисахаридтердің мономерлері — глюкоза болып табылады.
Көмірсулар негізгі екі қызмет түрін атқарады: құрылыстық және энергетикалық. Мысалы, целлюлоза өсімдік клеткаларының қабырғаларын түзеді, ал күрделі полисахарид хитин — буынаяқты-лардың сыртқы қаңқасының негізгі қүрылымдық компоненті. Хитин саньірауқүлақтар денесінде де қүрылыс материалы болып табылады. Көмірсулар — клеткадағы энергияның негізгі көзі: 1 грамм көмірсу тотыққанда 17,6 кДж энергия бөлініп шығады. ....
Белоктардың клеткадағы қызметі алуан түрлі. Ең бір маңыздысы — пластикалық (құрылыс) қызметі: белоктар барлық клеткалық мембраналар мен клетка органоидтары-ньщ, сондай-ақ клетка аралық қүрылымдардың түзілуіне қатысады.
Белоктардың өте мащлзды қызметінің бірі — катализаторлық кіызметі. Барлық биологиялық ферменттер — белок текті заттар, олар клеткада жүретін химиялық реакцияларды он, жүз, тіпті мың есе жылдамдатады.
Белоктың бүл маңызды қызметіне тереңірек тоқталайық. "Катализ " термині биохимияда, катализаторлар кеңінен қолданатын химиялық өнеркәсіптегідей жиі қолданылды. Бүл термин сөзбе-сөз "шешу", "босау" деген мағынаны білдіреді. Катализаторларға жататын химиялық заттар химиялық реакцияларды жылдамдатады, ал катализаторлардың қүрамы реакциядан кейін де өзгеріссіз қалады. Катализаторлар қатысатын реакция түрлерінің алуан түрлілігіне қарамастан, катализаторлық реак-цияның мәні — бастапқы заттар-дың катализатормен бірге аралық қосылыстарды түзуінде. Бастапкьі заттар салыстырмалы түрде соңғы өнімдерге тез айналады, ал ката-лизатор реакцияға дейінгі күйін қалпына келтіреді. Ферменттер де катализаторлар болып табылады. Оларға катализдің барлық қасиет-тері тән. Бірақ, ферменттер белок текті болғандықтан олар ерекше қасиеттерге де ие. Сонымен, ферменттер мен бейорганикалық хи-миядан белгілі катализаторлар, (мысалы, платина, ванадий тотығы) реакциялардың басқа да бейорганикалық жылдамдатқыштары ара-сында қандай үқсастықтары және айырмашылықтары бар? Бір ғана бейорганикалық катализатордың өзі өндірістің көптеген салаларын-да пайдаланылады. Ал фермент болса бір ғана реакцияны немесе реакцияның тек бір түрін жылдамдатады, яғни ол бейорганикалық затқа қарағанда ерекше, тек белгілі бір реакцияға ғана пайдаланы-лады(З.З-сурет).
Температура әрқашанда химиялық реакциялардың жылдамды-ғына әсер етеді. Бейорганикалық катализаторлар қатысында реак-циялардың көпшілігі өте жоғары температура жағдайында өтеді. Температура көтерілгенде реакция жылдамдығы әдетте жоғарылай-ды. Ферментативті реакциялар үшін температура тек белгілі бір дең-гейге дейінгі аралықта ғана көтеріле алады. Бүл температура аралығын оптималды температура деп атайды. (3.4-сурет). Темпера-тураның онан әрі жоғарылауы фермент молекуласының қүрылысы-ның өзгеруіне алып келеді, (белок денатурациясын қара), фермент молекуласының активтілігі алдымен төмендейді, кейін мүлде тоқтай-ды. Дегенмен, табиғи ыстық суларда тіршілік ететін микроорганизм-дердің кейбір ферменттері судың қайнау тепературасына жақын температураға шыдап қана қоймай, белсенділігін де жоғары дәреже-
де сақтайды.
Алайда, бүл микроорганизмдер үшін тіршілік ететін орта жағ-дайына сай температураның қолайлы шекті аралығы болады. Көптеген ферменттер үшін оптималды температура 35—40°С ара-лығы болып саналады.
Ферменттердің активтілігі клетка, орган және мүшелер қалып-ты тіршілік ете алатындай жағдайда ғана сақталады.
Бейорганикалық катализаторлар қатысымен өтетін реакциялар әдетте жоғары қысым жағдайында жүреді, ал ферменттер қатысында жүретін реакциялар қалыпты (атмосфералық) вд>ісым жағдайында өтеді. Ферменттердің басқа катализаторлардан басты айырмапы-лығы — ферменттердің қатысында өтетін реакциялар жылдамдығы бейорганикалық катализаторлар қатысында өтетін реакциялар жыл-дамдығынан он мың, кейде миллион есе жоғары жылдамдықта жүретіндігінде.
Барлығымызға белгілі түрмыста ағартқыш және дезинфекция-лайтын зат ретінде қолданылатын сутегінің асқын тотығы, катализа-торларсыз өте баяу ыдырайды.
Н2О2 Н2О + О
Ал, бейорганикалық катализатордың (темір түзы) қатысуымен реакция біршама тезірек жүреді. Барлық клетка қүрамында болатын каталаза ферменті осы реакцияны, яғни сутегінің асқын тотығын таңқаларлық жылдамдықпен ыдыратады: каталазаның молекуласы 1 минут ішінде 5 млн Н2О2 ыдыратады.
Катализатордың әр түрлі реакциялардағы жылдамдатқыш әсері активтену энергиясына байланысты. Ал бүл реакцияның жүруіне қажетті молекулалардың өзара әрекетесуі кезінде түзілетін энергиясыз реакцияның жүруі мүмкін емес. Міне сондықтан, актив-тену энергиясы шамаларының жоғары болуына байланысты ағаш, қағаз, керосин және басқа да жанғыш заттар бөлме температурасын-да өзінен-өзі жанбайды. Егер оларды оттекті ортада қыздырса, яғни өзіндік активтену энер- гиясынан жоғары энергия бергенде ғана олардың жану мүмкіндігі артады. Қоршаған орта температурасы не-ғүрлым жоғары болған сайын жанғыш заттардың жануына қажетті қосымша энергияның мөлшері соғүрлым төмен болады, яғни актив-тену энергиясы төмен болады.
Биологиялық катализаторлар осьшдай "жылытқыштық" рөлін атқарады, олардың көмегімен көптеген молекулалар ешбір кедергісіз әрекеттесе алады.
Тірі организмдердің қозгалыс фунщиясын арнайы жиы-рылғыш белоктар қамтамасыз етеді. Бүл белоктар клеткалар мен организмдер жасауға қабілетті қозғалыстың барлық түрлеріне қатысады: қарапайымдылардағы — кірпікшелердің және талшық-тардың қозғалуы, көп клеткалы жануарлардағы еттердің жиы-рылуы, өсімдіктердегі өсімдік жапырағының қозғалуы және т.б.
Белоктардыц тасымалдық цызметі — химиялық элемент-терді (мысалы,гемоглобиннің оттегін тасуы) немесе биологиялық активті заттарды (гормондарды) өздеріне қосуы және оларды дене-нің әр түрі үлпалары мен мүшелеріне жеткізу. Арнайы транспорттық белоктар клетка ядросында синтезделген РНК-ны цитоплазмаға көшіреді. Клетканың сыртқы мембранасында транспорттық бе-локтар көп болады. Олар қоршаған ортадан цитоплазмаға әр түрлі заттарды тасымалдайды.
Организмге бөгде белоктар немесе микроорганизмдер түсе қалған жағдайда қанның ақ түйіршіктері — лейкоциттер антидене деп аталатын арнайы белокты заттарды түзеді. Олар организмдегі бөгде заттарды (антигендерді) молекулалардың кеңістік конфигура цияларының сәйкестік принципі бойынша ("кілт-құлып" принципі бойынша) қосып алады. Осы процесс нәтижесінде организмге зиян-сыз, усыз "антиген-антидене" комплесі түзіледі, кейін бүл комплекс фагоцитоз процесі нәтижесінде лейкоциттердің басқа түрлерімен жойылады, бүл — белоктардың кррганыштыц цызметі.
Белоктар клеткада энергия көздерінің бірі бола алады, яғни уііергетикальщ цызмет атқара алады. 1 грамм белок соңғы өнімдерге дейін толық ыдырауы кезінде 17,6 кДж энергия бөлінеді. Бірақ бе-локтар мүндай қажеттілікке сирек пайдаланылады. Белок молекула-ларының ыдырауы кезінде босап шығатын амин кщшкщлдары жаңа белоктарды қүруға қажетті пластикалық алмасу реакцияларына қатысады.
Органикалық молекулалар – көмірсулар.
Көмірсулар немесе сахаридтер — органикалық қосылыстар, олардың жалпы формуласы Сп (Н2О)щ. Көмірсулардың көбісінде су молекулаларының саны көміртегі атомдарының санына сәйкес келеді. Сондықтан да бұл заттар көмірсулар деп аталады.
Жануар клеткасында көмірсулар 1—2 кейде 5%-дан аспай-тын мелшерде кездеседі. Көмірсулар өсімдік клеткаларында өте көп мөлшерде болады. Кейбір жағдайда олар өсімдіктің құрғақ массасының 90%-ын құрайды. (картоп түйнегі, түқым, т.б.) Көмірсулар қарапайым және күрделі болып екіге бөлінеді.
Қарапайым кемірсулар моносахаридтер деп аталады. Молекула қүрамындағы көміртегі атомдарының санына байла-нысты моносахаридтер триоза — 3 атом, тетраза — 4 атом, пен-тоза — 5 атомды, қүрамында көміртегінің 6 атомы болса гексоза деп аталады. Алты көміртегі атомы бар моносахаридтер — гексо-залардың ішінде маңыздылары — глюкоза, фруктоза және галактоза. Глюкоза қанның қүрамында (0,08—0,12%) болады, пен-тозалар — рибоза мен дезоксирибоза — нуклеин кщшкылдары мен АТФ-тің қүрамына кіреді.
Егер бір молекулада екі моносахарид бірігетін болса, мүндай қосылыс дисахарид деп аталады. Дисахаридтерге қант іфізылшасы мен қант қүрағынан алынатын ас қанты — сахароза жа-тады, ол глюкозаның бір молекуласынан және фруктозаның бір моле-куласынан түрады. Дисахаридтерге сондай-ақ сүт қанты жатады, ол глюкоза мен галактоза молекулаларынан түзіледі.
Күрделі көмірсулар. Көп моносахаридтердің бірігуінен түзілген қосылыс — полисахаридтер деп аталады. Крахмал, гли-коген және целлюлоза сияқты полисахаридтердің мономерлері — глюкоза болып табылады.
Көмірсулар негізгі екі қызмет түрін атқарады: құрылыстық және энергетикалық. Мысалы, целлюлоза өсімдік клеткаларының қабырғаларын түзеді, ал күрделі полисахарид хитин — буынаяқты-лардың сыртқы қаңқасының негізгі қүрылымдық компоненті. Хитин саньірауқүлақтар денесінде де қүрылыс материалы болып табылады. Көмірсулар — клеткадағы энергияның негізгі көзі: 1 грамм көмірсу тотыққанда 17,6 кДж энергия бөлініп шығады. ....
Мақала ұнаса, бөлісіңіз:
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Іздеп көріңіз: