Роль біополімерів (РНК, ДНК, білків, полісахаридів) в організації та функціонуванні живих систем.

В клетке содержится три типа РНК:
Транспортная РНК(т-РНК).  Транспортная РНК в основном содержится в цитоплазме клетки. Функция состоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка. Из общего содержания РНК клетки на долю т-РНК приходится около 10%.
Рибосомная РНК (р-РНК).  Рибосомная РНК составляет существенную часть структуры рибосомы. Из общего содержания РНК в клетке на долю р-РНК приходится около 90%.
Информационная РНК (и-РНК), или матричная (м-РНК). Содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. На долю и-РНК приходится примерно 0,5—1% от общего содержания РНК клетки.

Суммирую все указанное можно отметить что ф-ции РНК:
- харанение наследственной информации (у некоторых вирусов);
- участие в процессе трансляции и транскрипции (синтез белка);
- регуляция активности генов;
- катализирование ряда химических реакций

ДНК – самые крупные биополимеры, содержащие до 108–109 мономеров – дезоксирибонуклеотидов, которые содержат сахар – дезоксирибозу. В состав ДНК входит 4 типа дезоксирибонуклеотидов: аденин – А, тимидин – Т, гуанин – G, цитозин – С.

АТФ (аденозинтрифософорная кислота, аденозинтрифосфат) – нуклеотид, образованный аденозином и 3 остатками фосфорной кислоты. Выполняет в организмах роль универсального аккумулятора энергии. Под действием ферментов фосфатные группы отщепляются от АТФ с освобождением энергии, благодаря которой происходят мышечные сокращения, синтетические и другие процессы жизнедеятельности.
В молекуле ДНК, состоящей из двух полинуклеотидных цепочек, выделяют первичную, вторичную, третичную и т.д. структуры.
Первичная структура представляет собой линейную последовательность дезоксирибонуклеотидов в одной цепочке. В такой форме в природе ДНК не существует, но именно первичная структура (последовательность нуклеотидов) определяет все ее свойства.
Вторичная структура – две полинуклеотидовые цепочки, каждая из которых закручена в спираль вправо и обе закручены вправо вокруг одной оси. Две цепочки удерживаются рядом за счет водородных связей между азотистыми основаниями разных цепочек. Азотистые основания, образующие пары по принципу Чаргаффа (а это всегда одно пуриновое и одно пиримидиновое), называются комплементарными: А = Т; G = С. Адениновый и тимидиновый соединяются двумя водородными связями, а гуаниновый и цитозиновый – тремя.
Комплементарность (от лат. комплементум – дополнение) – пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. Наиболее ярко комплементарность проявляется в строении нуклеиновых кислот, где 2 полинуклеотидные цепи в результате комплементарного взаимодействия пар пуриновых и пиримидиновых оснований (А–Т, Г–Ц) образуют двуспиральную молекулу. Комплементарность лежит в основе многих явлений, связанных с «узнаванием» на молекулярном уровне (ферментативного катализа, самосборки биологических структур, матричного синтеза полинуклеотидов, молекулярных механизмов иммунитета). Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ к замку.
Правило Э. Чаргаффа: в любых молекулах ДНК молярная сумма пуриновых оснований (аденин + гуанин) равна сумме пиримидиновых оснований (цитозин + тимин), т.е. молярное содержание аденина равно таковому тимина, а гуанина – цитозина. Из правила Чаргаффа следует, что нуклеотидный состав ДНК разных видов может варьировать лишь по суммам комплементарных оснований. Правила Чаргаффа было использовано при построении модели структуры ДНК.
Третичная структура ДНК и структуры более высокого порядка представляют собой дальнейшую спирализацию и суперспирализацию молекулы ДНК.
Функции ДНК:
* Молекулы ДНК хранят (содержат) наследственную информацию (программу) о структуре специфических для каждого организма белков.
* Молекулы ДНК обеспечивают передачу наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму.
* Молекулы ДНК участвуют в реализации генетической информации, т.е. участвуют в процессе синтеза полипептидов.

Білки́ — складні високомолекулярні природні органічні речовини, що складаються з амінокислот, сполучених пептидними зв'язками. В однині (білок) термін найчастіше використовується для посилання на білок, як речовину, коли не важливий її конкретний склад, та на окремі молекули або типи білків, у множині (білки) — для посилання на деяку кількість білків, коли точний склад важливий.

Зазвичай білки є лінійними полімерами — поліпептидами, хоча інколи мають складнішу структуру. Невеликі білкові молекули, тобто олігомери поліпептидів, називаються пептидами. Послідовність амінокислот у конкретному білку визначається відповідним геном і зашифрована генетичним кодом. Хоча генетичний код більшості організмів визначає лише 20 «стандартних» амінокислот, їхнє комбінування уможливлює створення великого різномаїття білків із різними властивостями. Крім того, амінокислоти у складі білка часто піддаються посттрансляційним модифікаціям, які можуть виникати і до того, як білок починає виконувати свою функцію, і під час його «роботи» в клітині. Для досягнення певної функції білки можуть діяти спільно, і часто зв'язуються, формуючи великі стабілізовані комплекси (наприклад, фотосинтетичний комплекс).

Функції білків в клітині різноманітніші, ніж функції інших біополімерів — полісахаридів і нуклеїнових кислот. Так, білки-ферменти каталізують протікання біохімічних реакцій і грають важливу роль в обміні речовин. Деякі білки виконують структурну або механічну функцію, утворюючи цитоскелет, що є важливим засобом підтримки форми клітин. Також білки грають важливу роль в сигнальних системах клітин, клітинній адгезії, імунній відповіді і клітинному циклі.

Білки — важлива частина харчування тварин і людини, оскільки ці організми не можуть синтезувати повний набір амінокислот і повинні отримувати частину з них із білковою їжею. У процесі травлення протелітичні ферменти руйнують спожиті білки, розкладаючи їх до рівня амінокислот, які використовуються при біосинтезі білків організму або піддаються подальшому розпаду для отримання енергії.

Полісахариди — це вуглеводи, які складаються з моно­сахаридів або близьких до них речовин.
Основна маса вуглеводів, що зустрічаються в природі, існує у вигляді полісахаридів. Функціонально полісахариди поділяються на дві групи: перша виконує головним чином опорну, структурну функцію (целюлоза), друга є основним поживним матеріалом (глікоген, крохмаль). Деякі полісаха­риди виконують специфічні функції в організмі людини. На­приклад, полісахарид гепарин є природним антикоагулян­том, а полісахарид гіалуронова кислота має бар'єрну функ­цію.
Клітковина (целюлоза) є найбільш поширеним структурним полісахаридом. Вона утворює оболонку рос­линних клітин.
Клітковина не має смаку й запаху, вона білого кольору, не розчиняється у воді, розведених кислотах і лугах. Мікро­організми кишок людини частково змінюють її. Збільшення процесів бродіння клітковини в кишках супроводиться яви­щами метеоризму. Значення клітковини в їжі визначається її механічною роллю, яка забезпечує нормальну перисталь­тику кишок.
Камеді — це густі соки, які виділяються з надрізів або пошкоджених ділянок деяких рослин. За хімічною бу­довою камеді належать до полісахаридів, у складі яких е пентози, гексози, різні уронові кислоти. Засохлі камеді мають вигляд склистих, твердих, крихких кусків жовтого або буро­го кольору. Камеді бубнявіють або повністю розчиняються у воді, утворюючи колоїдні розчини. В органічних розчинни­ках (спирті, ефірі, бензині) камеді не розчиняються. Поряд з чистими камедями є камедесмоли (суміші камедей із смо­лами), камедемаслосмоли, тобто суміші камеді з ефірними оліями і рослинними смолами.
Розчини камедей у воді застосовуються в медицині як обволікаючі засоби для сповільнення всмоктування лікар­ських речовин у кишках або зменшення подразнювальної дії їх. Камеді також використовують як емульгатори при виго­товленні масляних емульсій.
Пектинові речовини — це дуже поширена група полісахаридів, і яких найбільш важливими є полігалактуро-нові кислоти, етерифіцировані метиловим спиртом. Вони мі­стяться в ягодах, фруктах, бульбах і стеблах рослин (чорна смородина/ морква, яблука, суниці, шипшина, калина). В процесі варіння пектинові речовини гідролізуються. Харак­терною властивістю їх є здатність утворювати драглі. У киш­ках пектинові речовини майже не всмоктуються і виводять­ся з організму у незміненому стані.
Пектинові речовини поліпшують травлення, зменшують гнильні процеси в кишках, знешкоджують отрути, які утво­рюються в кишках або потрапляють через рот.
Вони сприяють синтезу вітамінів мікрофлорою кишок, прискорюють виведення надлишків холестерину з орга­нізму.
Пектинові речовини, які всмокталися в кров, сповільню­ють зсідання її (діють як антикоагулянти).
С л и з и — це група колоїдних полісахаридів, які утво­рюють в'язкі й клейкі розчини у воді. За хімічною структу­рою їх відносять до безазотистих сполук полісахаридної при­роди. Слизи дуже подібні до камедей, від яких їх важко відрізнити.
У медичній практиці слизи, як і камеді, використовують­ся як пом'якшувальні й обволікаючі засоби, що захищають слизову оболонку від подразнень, сповільнюють всмокту­вання отрут і ліків, а також подовжують дію ліків у киш­ках.
Слизи у значній кількості містяться в насінні льону, ро­машці лікарській, корені алтеї, бульбах салепу, череді три­роздільній, подорожнику та ін.
Крохмаль — це полісахарид, який відіграє роль депо харчових речовин. У рослинах утворюється як кінцевий продукт асиміляції вуглекислоти. Найбільше крохмалю мі­ститься в бульбах, плодах, насінні, стеблах, корінні і ко­реневищах рослин у вигляді крохмальних зерен. Крох­мальні зерна набрякають у холодній воді, а при підігрі­ванні утворюють в'язкий колоїдний розчин — крохмальний клейстер.
У крохмалі містяться мінеральні речовини (0,2—0,7%), в основному фосфорна кислота, а також деякі жирні кисло­ти — пальмітинова, стеаринова (до 0,6%).
Крохмаль застосовується як обволікаючий засіб, захищаючи слизові оболонки від подразнення; сповільнює всмоктування отрут і ліків, а також подовжує дію ліків у кишках.