Դավիթ Մուրադյան

Դաս 2

Բջջի օրգանական նյութերը։ Բջջի հիմնական օրգանական նյութերից են սպիտակուցները, նուկլեինաթթունները, ածխաջրերը, ինչպես նաև ճարպերը և մի շարք համեմատաբար փոքր մոլեկուլներ՝ հորմոնները, գունակները /պիգմենտները/, ամինաթթուները, նուկլեոտիդները և այլն։

Բջիջները զանազանվում են տարբեր քանակի օրգանական նյութերի պարունակությամբ։ Օրինակ, բուսական բջիջներում գերակշռում է ածխաջրերի, իսկ կենդանական բջիջներում՝ սպիտակուցների քանակը։

Բջջի օրգանական նյութերից շատերը, օրինակ՝ սպիտակուցները կամ նուկլեինաթթուները, կենսաբանական պոլիմերներ են, որոնք կազմված են կրկնվող կառույցներից՝ մոնոմերներից։ Այդպիսի նյութերի զանգվածը շատ ու շատ մեծ է։

Սպիտակուցների կառուցվածքը։ Սպիտակուցների կառուցվածքը բավականին բարդ է։ Նախ, բոլոր սպիտակուցները բաղկացած են O-ի, C-ի, N-ի և H-ի ատոմներից։ Շատ սպիտակուցներ պարունակում են նաև ծծմբի, տարբեր մետաղների՝ երկաթի, ցինկի, պղնձի ատոմներ։

Բոլոր սպիտակուցները պոլիմերներ են, որոնց մոնոմերները ամինաթթուներն են։ Ցանկացած կենդանի օրգանիզմում ընդգրկված են մեծ քանակությամբ տարբեր տեսակի սպիտակուցներ․ մարդու օրգանիզմում, օրինակ, հանդիպում են տասնյակ հազարավոր տեսակի սպիտակուցներ։ Ուշագրավ է, որ այդպիսի բազմազանությունը պայմանավորված է տարբեր քանակներով ներկայացված ընդամենը 20 տեսակի ամինաթթուներով, որոնք իրար հետ կարող են առաջացնել չափազանց մեծ թվով տարբեր տեսակի համակցություններ։ Այսպիսով, սպիտակուցները տարբերվում են միմյանցից ամինաթթուների թվաքանակով, դրանց տեսակներով և դասավորման հաջորդականությամբ։ Տարբեր ամինաթթուների մոլեկուլներում մի մասը միատեսակ է։ Այն կազմված է ամինախմբից (-NH₂) և կարբօքսիլային խմբից (-COOH), իսկ մյուս մասը բոլոր ամինաթթուներում տարբեր է և կոչվում է ռադիկալ (R)։

Սպիտակուցների մոլեկուլները կարող են լինել տարբեր ձևի՝ պարուրաձև, ծալքավոր կամ գնդաձև, ընդ որում, դրանք ունեն կառուցվածքային մի քանի մակարդակներ՝ առաջնային, երկրորդային, երրորդային, չորրորդային։

Սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքի առաջացման ընթացքում ամինաթթուները միանում են իրար որևէ ամինաթթվի COOH և հարևան ամինաթթվի NH₂ խմբերի C-ի և N-ի միջև կովալենտ կապի միջոցով, որը կոչվում է պեպտիդային կապ, իսկ առաջացած միացությունը կոչվում է պեպտիդ։

Երկու ամինաթթուներից առաջացած միացությունը կոչվում է կրկնակի պեպտիդ /դիպեպտիդ/, բազմաթիվ ամինաթթուներից առաջացածը՝ պոլիպեպտիդ։ Պոլիպետիդային շղթան սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքն է։

Պոլիպեպտիդային շղթան այնուհետև պարուրաձև ոլորվում է՝ առաջացնելով երկրորդային կառուցվածք, հետո ընդունում իրեն յուրահատուկ տարածական դիրք՝ ձևավորելով երրորդային կամ չորրորդային կառուցվածքները։

Սպիտակուցների հատկությունները և ֆունկցիաները։ Սպիտակուցներին բնորոշ հատկություններից է ջրում նրանց լուծելիությունը։ Տարբերում են ջրում չլուծվող, և ընդհակառակը, շատ լավ լուծվող սպիտակուցներ։ Կարևոր է նաև սպիտակուցների ձևը և տեսքը։ Որոշ սպիտակուցներ 100 նմ երկարությամբ թելերի տեսք ունեն, սակայն մեծ թիվ են կազմում 5-7 նմ տրամագիծ ունեցող գնդաձև սպիտակուցները։

Ավելին, տարբեր է նաև սպիտակուցների քիմիական ակտիվությունը։ Որոշ սպիտակուցներ գրեթե ակտիվ չեն և կայուն են զանազան ազդակների ներգործության նկատմամբ։ Իսկ մի շարք սպիտակուցներ ծայրահեղ անկայուն են չնչին ներգործությունների նկատմամբ․ օրինակ, թույլ լուսավորումից, տաքացումից կամ պարզ շոշափումից փոխակերպվում են։

Սպիտակուցների հատկություններից է երկրորդային և երրորդային կառուցվածքը պահպանող թույլ կապերի խախտումը, որը կոչվում է բնափոխում /դենատուրացիա/։ Վերջինիս հետևանքով, սպիտակուցը կորցնում է իր շատ հատկությունները, օրինակ՝ լուծելիությունը, մատչելի է դառնում մարսողական ֆերմենտների համար։ Սպիտակուցները ունեն շատ բարձր ռեակցիոն ունակություն․ նրանք կարող են փոխազդել տարբեր անօրգանական և օրգանական միացությունների հետ։ Բջջում և բազմաբջիջ օրգանիզմներում սպիտակուցների նշանակությունը պայմանավորված է վերջիններիս բազմազան և կարևոր ֆունկցիաներով։ Նախ՝ նրանք կատարում են կառուցողական ֆունկցիա։ Սպիտակուցներից են կառուցված բջիջների բոլոր տեսակի թաղանթները և բջիջների տարբեր օրգանոիդները, ինչպես նաև արտաբջջային կառույցները։ Բացառիկ է սպիտակուցների կատալիզային ֆունկցիան։ Այդպիսի ֆունկցիայով օժտված սպիտակուցները կոչվում են ֆերմենտներ։ Դրանք էապես արագացնում են բջջում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաները։ Այդպիսի սպիտակուցներից են, օրինակ, կենդանիների մարսողական ֆերմենտները /ամիլազ, պեպսին, տրիպսին/։

Սպիտակուցների փոխադրական ֆունկցիան ապահովում է տարբեր նյութերի՝ շրջակա միջավայրից դեպի բջիջ, ինչպես նաև բջջից դեպի շրջակա միջավայր կամ էլ բջջի ներսում մի տեղից մյուսը տեղափոխումը։ Դա շատ դեպքերում իրագործվում է սպիտակուցների հետ նրանց ժամանակավոր կապի միջոցով։

Սպիտակուցներն ունեն նաև շարժողական ֆունկցիա։ Հատուկ կծկվող սպիտակուցները մասնակցում են բջիջներին և տարբեր օրգանիզմներին բնորոշ բոլոր տեսակի շարժումներին․ կենդանիների մկանների կծկմանը, բույսերի տերևների շարժմանը։ Սպիտակուցները կատարում են նաև այլ ֆունկցիաներ։ Նշենք, որ մինչև պարզ նյութեր սպիտակուցների ճեղքավորման ընթացքում անջատվում է էներգիա․ 1 գ սպիտակուցի լրիվ ճեղքավորման դեպքում անջատվում է 17,6 կՋ էներգիա։

Ածխաջրեր։ Բջջում կան ածխաջրեր կամ շաքարներ /սախարիդներ/։ Բույսերի բջիջները շատ հարուստ են ածխաջրերով, որոշ դեպքերում դրանց պարունակությունը հասնում է չոր նյութի զանգվածի 90%-ին, իսկ կենդանիների բջիջները պարունակում են փոքր քանակությամբ ածխաջրեր՝ 1-2%, երբեմն՝ մինչև 5%։ Ածխաջրերը կազմված են C-ի, O-ի, H-ի ատոմներից և ունեն ընդհանուր բանաձը։ Ածխաջրերը հիմնականում երկու ֆունկցիա են կատարում՝ կառուցողական և էներգիական։ Օրինակ, թաղանթանյութից է կառուցվում բուսական բջիջների բջջապատը, իսկ բազմաշաքարներից խիտինը հոդվածոտանիների արտաքին կմախքի բաղադրամասն է։ Ածխաջրերը բջիջների էներգիայի գլխավոր աղբյուրն են։ 1 գ ածխաջրի լրիվ ճեղքավորումից անջատվում է 17,6 կՋ էներգիա։