Sahhariidid ja lipiidid (4)

SAHHARIIDID JA LIPIIDID
Kõik organismid sisaldavad orgaanilisi ühendeid, mis koosnevad põhiliselt süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Need esinevad rakkude ehituses, aitavad reguleerida rakkude koostööd, osalevad aine ja informatsioonivahetuses ümbritseva keskkonnaga.
Biomolekulid on organismides moodustuvad orgaanilised ühendid – sahhariidid , lipiidid, valgud , aminohapped ja vitamiinid . Bioaktiivsed ained on erinevatesse orgaaniliste ainete klassidesse kuuluvad ühendid, mis mõjutavad organismi ainevahetust ja reguleerivad elutalitust. Põhilised bioaktiivsed ained on ensüümid, vitamiinid ja hormoonid.
Sahhariidid ehk süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille koostisesse kuuluvad süsinik vesinik ja hapnik. Sahhariidid jagunevad mono -, oligo - ja polüsahhariidideks:
Monosahhariidid on madalmolekulaarsed ühendid, milles süsiniku aatomite arv molekulis on enamasti kolmest kuueni. Mono- ja oligosahhariide nimetatakse ka suhkruteks. Riboos ja desoksüriboos (viiesüsinikulised monosahhariidid) kuuluvad nukleotiidide koostisse, millest koosnevad nukleiinhapped . Glükoos ja fruktoos - neid leidub kuuesüsinikulistest suhkrutest kõige enam organismi koostisse, nad on organismis põhilisteks energiaallikateks . Rohelistes taimedes moodustub glükoos fotosünteesi käigus, loomorganismid omandavad seda aga toidust.
Oligosahhariidid on madalamolekulaarsed ühendid, mis on enamasti moodustunud kahe-kolme monosahhariidi omavahelisel seostumisel. Tuntumad oligosahhariidid on maltoos laktoos ja sahharoos , kasutatakse energia saamiseks.
Polüsahhariidid on kõrgmolekulaarsed ühendid – polümeerid, mille ehituslikeks elementideks e. monomeerideks on monosahhariidide jäägid. Polüsahhariidid moodustuvad ainult elusorganismides ja kuuluvad seega biopolümeeride hulka. Taimed säilitavad oma energiavarusid tärklisena, loomad loomse tärklise e. glükogeenina. Sahhariididel on organismis energeetiline ja ehituslik ülesanne.
Lipiidid on orgaaniliste ühendite klass, kuhu kuuluvad rasvad , õlid, vahad, steroidid jt. Vees enamasti mittelahustuvad ühendid. Lipiidid täidavad organismis põhiliselt energiaallika osa – nende oksüdeerimisel vabaneb kaks korda rohkem energiat kui sama koguse valkude või sahhariidide lagundamisel. Lipiidid võivad moodustada kuni 10% raku kuivainest. Lihtlipiidide ühinemisel teiste keemiliste ühenditega moodustuvad liitlipiidid, nagu näiteks rakumembraani koostisesse kuuluvad fosfolipiidid . Lihtlipiidideks e. rasvadeks nim. glütserooli ja rasvhapete estreid. Rasvad erinevad üksteisest nende koostisesse kuuluvate rasvhappejääkide poolest, mida rohkem on rasvhappejääkides kaksiksidemeid seda vedelam rasv on.
Steroidid on teiste lipiididega võrreldes teistsuguse molekuli ehitusega. Nad on tsüklilised ühendid, mis vees ei lahustu. Steroidide hulka kuuluvad mitmed hormoonid.
Hormoonid on bioaktiivsed ained, mis põhiliselt moodustuvad loomorganismide sisesekretsiooni näärmetes ja mõjutavad organismi ainevahetust.
VALGUD
Valgud e. proteiinid on biopolümeerid, mille monomeerideks on aminohappejäägid. Organismis on 20 erinevat aminohapet, aga vähestes valkudes on kõik 20 aminohappe jääki. Aminohapped on amfoteersed sest nende koostisesse kuulub nii aluseline aminorühm kui ka happeline karboksüülrühm. Aminohappejäägid on molekulis omavahel ühendatud peptiidsidemetega. Peptiidside moodustub ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel. Valkude erinevad omadused tulenevad aminohapete erinevast hulgast ja paiknevusest molekulis.
Valgu aminohappelist järjestust nimetatakse selle esimese järgu struktuuriks, e. primaarstruktuuriks, see määrab kõik valgu omadused, kuid ei väljenda otseselt molekuli kuju. Seda väljendab sekundaar või tertsiaal struktuur. Sekundaarstuktuur tekib polüpeptiidi keerdumisel kruvi taoliseks a-heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel B-struktuuriks. Valgu molekuli edasisel kokkukeerdumisel tekib tertsiaarstruktuur , selle tulemusena omandab valk keraja ruumilise vormi, mida nimetatakse gloobuliks, kuid mõned valgud võivad jääda ka väljavenitatult niitjateks e. fibrillaarseteks. Kahe või enama polüpeptiidi ühinemisel moodustub liitvalk , millel on kvarternaarstruktuur.
Soojusenergia mõjul valkudes nõrgemad keemilised sidemed katkevad, mille tagajärjel valk kaotab oma kõrgema järgu struktuurid , sellist nähtust nim. valgu denaturatsiooniks. Valku võivad denaturiseerida kõrge temperatuur, mehhaanilised tegurid, happed , raskemetallühendid, ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus jne. Primaarstruktuur jääb alati püsima. Aminohappejääkide vahelised peptiidsidemed denaturisatsiooni käigus ei katke . Denaturiseeriva mõju lakates võib valk oma sekundaar või tertsiaarstruktuuri taastada, seda nimetatakse renaturatsiooniks.
VALKUDE ÜLESANDED:

ensümaatiline funktsioon – ensüümid on valgud, mis reguleerivad biokeemiliste protsesside kiirust ja mida iseloomustab kõrge spetsiifilisuse aste – iga biokeemilise reaktsiooni kulgemist reguleerib kindel ensüüm. Mõningate ensüümide aktiviseerumiseks on vaja vitamiine, mis on bioaktiivsed madalmolekulaarsed ained.

Ehituslik funktsioon – valgud kuuluvad kõigi rakuorganellide koostisse.

Transpordi funktsioon – hemoglobiin transpordib hapniku kopsudest kõigisse kudedesse.

Retseptoorne funktsioon – rakumembraanis esineb valke, mis edastavad rakuvälist infot raku sisemusse .

Regulatoorne funktisoon – seda täidavad valgulised hormoonid nagu näiteks insuliin.

Kaitsefunktsioon – organismi sattunud orgaaniliste ühendite kõrvaldamiseks moodustuvad verre antikehad .

Liikumsfunktsioon – organismi liikumises osalevad ka valgu molekulid. On valke, mis on võimelised muutma oma struktuuri, millega kaasneb ka molekuli mõõtmete muutumine, neid valke nimetatakse kontraktsioonivalkudeks.

Valkudel on ka energeetiline funktsioon, kuid kuna neil on palju teisi funktsioone, kasutab organism neid energia saamiseks alles peale pikemat nälgimist kui sahhariidide ja lipiidide tagavarad on lõppenud.
NUKLEIINHAPPED
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid . On kahte sorti nukleiinhapped – DNA desoksüribonukleiinhape ja RNA ribonukleiinhape . DNA monomeerideks on desoksüribonukleotiidid, mis on moodustunud lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. DNA monomeerid erinevad üksteisest lämmastikaluste poolest. Nukleotiidide liitumisel tekib DNA üksikahel, DNA molekul koosneb kahest omavahel ühinenud ahelast, mille koospüsimise aluseks on komplementaarsusprintsiip e. nukleotiidide üksteisele vastavus. A=T G=C DNA molekulil on ka sekundaarstruktuur, mis moodustub ahela keerdumisel biheeliksisse.
DNA on kromosoomide tähtsaim koostisosa , mille tähtsus seisneb päriliku informatsiooni säilitamises ning selle täpses ülekandes raku jagunemisel. Kahe raku jagunemisel toimub DNA replikatsioon , mille viib läbi vastav ensüüm, mis vastavalt komplimentaarsusprintsiibile sünteesib DNA lahtikeritud biheeliksi kummagi ahela kõrvale uue ahela. DNA replikatsioonil tekib ühest DNA molekulist kaks ühesuguse primaarstruktuuriga DNA molekuli.
RNA on biopolümeer, mille monomeerideks on ribonukleotiidid , mis on moodustunud lämmastikaluse, riboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Nukleotiidide ühinemisel tekib RNA molekul . RNA omadused sõltuvad monomeeride järjestusest molekulis. Ribonukleotiidide järjestust molekulis nimetatakse RNA primaarstruktuuriks.
RNA võtab osa geneetilise info realiseerimisest:

informatsiooni-RNA (mRNA) toob geneetilise info valgu sünteesiks rakutuumast vastavatesse rakuorganellidesse – ribosoomidesse

transport-RNA (tRNA) ülesandeks on aminohapete transportimine tsütoplasmast ribosoomidesse ning geneetilise info desifreerimine.

Ribosoomi-RNA (rRNA) kuulub ribosoomide ehitusse ja osaleb valgusünteesis.
MÕISTED

Biomolekulideks nimetatakse sahhariide , lipiide , valke ja nukleiinhappeid

Bioaktiivne aine on aine, mis juba väikeses koguses mõjutab organismi ainevahetust ja reguleerib selle elutegevust, peamised bioaktiivsed ained on ensüümid, vitamiinid ja hormoonid.

Sahhariidid e. süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik ja millel on ehituslik ja energeetiline ülesanne.

Monosahhariidid on madalamolekulaarsed ühendid, milles süsiniku aatomite arv molekulis on kolmest kuueni

Riboos – monosahhariid , mis kuulub nukleotiidide koostisse, millest omakorda koosnevad nukleiinhapped. (riboos esineb RNA ehituses)

desoksüriboos – monosahhariid, mis kuulub nukleotiidide koostisse, millest omakorda koosnevad nukleiinhapped. (desoksüriboos esineb DNA ehituses)

Oligosahhariidid – madalamolekulaarsed ühenid, mis enamasti moodustuvad kahe-kolme monosahhariidi omavahelisel seostumisel

Polüsahhariidid – kõrgmolekulaarsed ühendid, mille monomeerideks on monosahhariidide jäägid

Biopolümeerid – kõrgmolekulaarsed ühendid, mis tekivad ainult elusorganismides.

Lipiidid – orgaaniliste ühendite klass, kuhu kuuluvad rasvad, õlid, vahad, steroidid jt. Vees mittelahustuvad ühendid, millel on peamiselt energeetiline ülesanne.

Hormoon – bioaktiivne aine, mis moodustub loomorganismide sisekretsiooni näärmetes ja mille ülesandeks on mõjutada organismi ainevahetust ja reguleerida raku ja organismi talitust .

Fosfolipiid – liitlipiid , mis kuulub rakumembraani koostisse.

Steroid – tsükliline vees lahustumatu ühend. Steroidide hulka kuuluvad mitmesugused hormoonid.

Kolesterool – steroid, mis kuulub rakumembraani koostisse. Kui kolesterooli on liiga palju võib ta ladestuda arteri seintesse, põhjustades ateroskleroosi.

Aminohape – amfoteerne ühend, mille jäägid on valkude monomeerideks

Peptiidside – sideme liik, millega on omavahel seotud aminohappejäägid valgu molekulis. Peptiidside moodustub ühe aminohappe aminorühma ja teise aminohappe karboksüülrühma vahel.

Globulaarne valk – tertsiaalstruktuuriga valk, mis on keraja vormiga

Fibrillaarne valk – tertsiaalstruktuuriga valk, millel on väljaveninud niitjas kuju

Denaturatsioon – Nähtus, mille käigus valk kaotab oma kõrgema astme struktuurid.

Renaturatsioon – Denaturisatsiooni pöördprotsess, mille käigus valk taastab oma kõrgema astme struktuurid peale denaturiseeriva teguri mõju lakkamist.

Ensüüm – valk, mis reguleerib biokeemiliste reaktsioonide kiirust.

Vitamiin – bioaktiivne madalmolekulaarne aine, mida loomorganismid saavad peamiselt toiduga ja mida on vaja mõningate ensüümide aktiviseerimiseks.

Transportvalk – raku membraani koostises olev valk, mis juhib molekule selektiivselt nii raku sisemusse kui sealt välja.

Retseptorvalk – valk, mis edastab rakuvälist infot raku sisemusse.

Kontraktsioonivalk – valk, mis on võimeline muutma oma struktuuri, millega kaasneb ka molekuli mõõtmete muutumine.

Antikeha – organismi sattunud võõrainete eemaldamiseks veres tekkiv moodustis (valk)

AIDS – omandatud imuunpuudulikkuse sündroom mida põhjustab HIV viirus .

HIV – viirus, mille toimel lakkab antikehade teke organismis, mistõttu organismi vastupanuvõime haigustekitajatele langeb.

Nukleiinhape – Biopolümeer, mille monomeeriks on nukleotiid , on kahte tüüpi nukleiinhappeid – DNA ja RNA

Nukleotiid – Nukleiinhappe monomeer

Lämmastikalus – selle poolest erinevad teineteisest DNA monomeerid.

Komplementaarsusprintsiip - nukleotiidide üksteisele vastavus, mis on aluseks DNA ahelate koospüsimisele.

Biheeliks – DNA sekundaarstruktuuri kuju

Replikatsioon – DNA kahekordistumine, ensüümi toimel., mille tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks ühesuguse struktuuriga DNA molekuli.