Ląstelėse – organinės molekulės Ląstelės sudarytos i neorganinių ir organinių junginių. Neorganinėms molekulėms būdinga: 1. turi teigiamų ir neigiamų jonų 2. turi daug joninių jungčių 3. yra sudarytos i nedaugelio atomų 4. yra susijusios su negyvąja gamta Organinėms molekulėms būdinga: 1. visuomet turi C ir H 2. danos kovalentinės jungtys 3. yra sudarytos i daug atomų 4. susijusios su gyvąja gamta Ląstelėse esantys neorganiniai junginiai – CO2 ir H2O savybės: 1. nelengvai keičia būvį i skysto į kietą ir i skysto į dujinį. Tai lemia vandenilinės jungtys. Dėl ios savybės vanduo suvelnina klimato temperatūros svyravimus 2. “prieinasi” temperatūros pokyčiams, ką lemia vandenilinės jungtys. Tai padeda ilaikyti kūno temperatūrą. 3. Universalus tirpiklis, ką lemia polikumas. Todėl vanduo sudaro palankias sąlygas cheminiu reakcijų vyksmui. 4. Kohezyvus (sukibimas) ir adhezyvus (sulipimas), ką lemia vandenilinis jungtys ir polikumas. Dėl to vanduo yra tinkama terpė pernaai. 5. Didelis paviriaus tempimas yra nulemtas vandeniliniu jungčių. Todėl vandens pavirius sunkiai suardomas, suskaidomas. 6. Būdamas kietas turi maesnį tankį nei būdamas skystas. Tai lemia vandenilinių jungčių pokyčiai. Todėl ledas plūduriuoja vir vandens. Gyvosios ląstelės daniausiai sudarytos i anglies, vandenilio ir azoto (taip pat deguonies, fosforo ir sieros). I gyviesiems organizmams būdingiausių cheminių elementų būtent anglis dėl savo cheminių savybių gali sudaryti daugybę įvairiausių organinių molekulių, nuo kurių priklauso tiek visų gyvųjų organizmų panaumas, tiek didiulė jų įvairovė. Nepaisant didelių iorinių skirtumų, visi gyvieji organizmai turi tas pačias svarbiausių molekulių grupes: angliavandenius, baltymus, lipidus ir nukleorūgtys. Anglies atomai, turintys ioriniam apvalkale keturis elektronus, kovalentinėmis jungtimis jungiasi prie vandenilio, azoto, deguonies ar kitų anglies atomų. Susirado grandinės, prie kurių jungiasi tam tikros atomų grupės, t.y. funkcinės grupės (hidroksilo (alkoholio), karboksilo (rūgties), ketono, aldehido, amino, merkapto ir fosfato). Anglies grandinės, sudarytos vien i anglies ir vandenilio, yra hidrofobinės (vanduo jų netraukia, jos netirpsta). Funkcinės grupės, kurios jonizuojasi, gali paversti organinę molekulę hidrofiline (jas traukia vanduo, jos tirpsta). Kiekviena maų organinių molekulių gali būti makromolekulės dalis. Tokia sudedamoji dalis vadinama monomeru, o makromolekulė – polimeru. Ląstelės turi tik kelis makromolekulių tipus, bet pačios makromolekulės, būdamos labai įvairios, ląstelėse atlieka skirtingas funkcijas. Vykstant kondensacijai, kai tarpusavyje susijungia du monomerai, nuo vieno atskeliama hidroksilo grupė (-OH), nuo kito vandenilis (-H). Kondensacijos metu vyksta dehidratuojanti sintezė, nes susidaro jungtis (vyksta sintezė) ir atskeliamas vanduo (vyksta dehidratacija). Ląstelėse makromolekulės sintetinamos monomerus kondensuojant, o skaidomos – hidratuojant. Angliavandeniai Angliavandeniai skirstomi į: 1. Monosacharidai (paprastieji cukrūs), kurių anglies atomų grandinė sudaryta i 3-7 atomų. Monosacharidams priskiriama gliukozė (C6H12O6), ribozė ir dezoksiribozė (turi penkis anglies atomus – pentozės); 2. Disacharidai – sudaryti i dviejų monosacharidų, sujungtų juos kondensuojant. Disacharidams priskiriama laktozė (jos daug piene) ir maltozė (jos yra virkinimo sistemoje, kur ji susidaro skaldant krakmolą), sacharozė (sudaryta i gliukozės ir fruktozės); 3. Polisacharidai – sudėtingi angliavandeniai, sudaryti i daug liekanų monosacharidų. Krakmolas ir glikogenas yra polisacharidai. Jose kaupiamos gliukozės atsargos, kurias naudoja ląstelės kaip greitai pasiekiamos energijos altinį. Augaliniuose ląstelėse yra krakmolo, gyvūniniuose – glikogeno. Augalų ląstelių sienelės yra sudarytos i celiuliozės, o vėių, krabų ir kitų gyvūnų arvai – i chitino. ios mediagos irgi yra polisacharidai, sudarytos i tų pačių gliukozės molekulių kaip ir krakmolas ar glikogenas, tačiau kitaip sujungtų, todėl ir tinka kaip statybinės mediagos. Lipidai Lipidai – savo sandara gana įvairios mediagos, tačiau visi jie netirpsta vandenyje.Riebalų rūgtys – tai ilga angliavandenilio grandinė su karboksilo (rūgties) funkcine grupe viename gale. Riebalų rūgtys būna sočios (neturinčios dvigubų jungčių) ir nesočios (turi dvigubų jungčių; būna polinesočios ir mononesočios). Gyvuliniai riebalai sudaryti daugiausia i sočiųjų riebalų rūgčių, o aliejai (augaliniai riebalai) – i nesočiųjų. Gyvūninės kilmės riebalai daniausiai būna kietoje būsenoje, o aliejai – skystos. Trigliceridas – tai riebalų molekulė, kuri susidaro gliceroliui (junginiui, turinčiam tris polines hidroksilo grupes, todėl tirpstančiam vandeny) reaguojant su riebalų rūgtimis (ioje molekulėje pire kiekvienos glicerolio molekulės jungiasi po tris riebalų rūgtis, todėl ji vadinama trigliceridu). Trigliceridai yra neutralūs riebalai, kadangi juose nebeliko polinių grupių, kurios galėtu sudaryti vandenilines jungtis su vandeniliu. Todėl ie junginiai nelabai tirpsta vandenyje. Trigliceridai augalams ir gyvūnams yra ilgalaikės energijos atsargos. Visi organizmai turi riebalinius sluoksnius (vidiniai organai yra juo apsupti – jis geras izoliatorius, nes sulaiko iluma; taip pat apsaugo nuo sutrenkimu), kai kurie riebalai įeina į hormonų sudėtį.Vakai – tai riebalų rūgtys + ilgų grandinių alkoholiai. Jie yra hidrofobiki, todėl netirpsta vandeny, kietos būsenos, lengvai lydosi. Vakai būna natūralūs (augalinės ir gyvūninės kilmės) ir sintetiniai (pvz. parafinas).Fosfolipidai – labai panaūs į riebalus junginiai, tačiau turintys fosfatų. Jų molekulės turi hidrofobines ir hidrofilines daleles, kurios vandenyje isidėsto taip, kad sudaro dvisluoksnį, kurį turi ir ląstelės plazminė membrana. Fosfolipidai dalyvauja mediagų perneoje, nes įeina į ląstelių apvalkalo sandarą.Steroidai – tai lipidai, kurių struktūra visikai kitokia negu neutraliųjų riebalų rūgčių: juos sudaro keturi susijungę anglies atomų iedai. Tai yra cikliniai junginiai, turintys panaų karkasą, bet skirtingas funkcines grupes. Dėl to gyvuosiuose organizmuose (tarp jų ir mogaus kūne) jie gali atlikti įvairias funkcijas. Cholesterolis yra steroidas. Baltymai Baltymai – stambiamolekuliniai organiniai junginiai (polimerai), kurių monomeras – amino rūgtis. Amino rūgtis sudaro: karboksilo grupė (COOH), amino grupė (NH2) ir radikalas. Vienos amino rūgties amino grupė peptidine jungtimi jungiasi su kitos amino rūgties karboksilo grupe ir susidaro baltymai (polipeptidai). Radikalas – molekulės dalis, kuri gali būti labai įvairi: nuo vandenilio iki ciklinių junginių. Baltymai gali denatūruoti: temperatūra ar pH pasikeitimas gali negrįtamai suardyti baltymo struktūrą. Jei denatūravimą sukėlusios sąlygos nėra labai drastikos, kai kurie baltymai jas paalinus gali atgauti buvusią struktūra ir atgyti biologinį aktyvumą. Baltymų funkcijos: 1. struktūrinė (baltymai įeina į ląstelių membraną) – pvz. kerotinas (i jo sudaryta oda ir jos dariniai), kologenas (įeina į kaulų ir kremzlių sudėtį); 2. katalizinė (baltymai yra fermentai – greitina reakcijas) – pvz. pepsinas, tripsinas, lipazė; 3. transportinė (pernea daugelį mediagų) – pvz. hemoglobinas; 4. signalinė (hormonai – baltymai, perneantys signalus) – pvz. insulinas, somatotropinas (reguliuoja ilgųjų kaulų augimą); 5. rezervinė (amino rūgčių altinis); 6. apsauginė (kai kurie baltymai jungiasi su toksinais ir juos nukenksmina) – pvz. fibrilogenas (reguliuoja kraujo kreėjimą); 7. energetinė (kai baltymai skaidomi iki amino rūgčių, isiskiria energija). Meozinas – judėjimo baltymas, alguminas – baltymas, kuris yra kiauiniuose. Baltymo struktūros: 1. pirminė struktūra – polipeptidinė grandinė – kovalentinės (peptidinės) amino rūgčių jungtys; 2. antrinė struktūra – polipeptidinės grandinės uimama padėtis erdvėje (alfa spiralės ir beta klostės) – vandenilinės jungtys tarp aminorūgčių, isidėsčiusių peptido grandinėje; 3. Tretinė struktūra (globulė) – vandenilinės, joninės, kovalentinės jungtys, hidrofibinės radikalų grupių sąveikos tarp antrinių struktūrų 4. Ketvirtinė struktūra – vandenilinės ir joninės polipeptido grandinių jungtys tarp kelių baltymų molekulių (pvz. hemoglobinas). Pagal struktūra baltymai būna: 1. fibriliniai (antrinės struktūros) – netirpūs vandeny, mechanikai tvirti (daniausiai klostės) – pvz. kerotinas, kolagenas 2. globuliniai (tretinės struktūros) – tirpūs vandenyje, lengvai sudaro koloidinias suspencijas – pvz. fermentai, hormonai 3. tarpiniai – fibrilinės kilmės, tačiau tirpūs – pvz. fibrilogenas Nukleorūgtys Nukleorūgtys – polimeras, sudarytas i nukleotidų. Nukleorūgtys – tai DNR ir RNR. Nukleotidų rūys (pagal azotines bazes): – adeninas – timinas (RNR molekulėje – uracilas) – citozinas – guaninas Nukleotidai susideda i azotinės bazės, angliavandenio (RNR – ribozė, DNR – dezoksiribozė) ir fosfato grupės. DNR molekulė ilaikoma dėl komplimentarumo principo: tarp A ir T atsiranda 2 vandenilinės jungtys, tarp C ir G – 3. DNR struktūra primena susuktas kopėtėles: i sukraus ir fosfato molekulių sudarytos kartelės, o i vandenilinėmis jungtimis susijungusių bazių – skersinukai. Fosfatas jungiasi prie penkto cukraus galo. RNR molekulės skirtingai nuo DNR turi tik viena viją. RNR yra trijų rūių: 1. informacinė (nurao informacija nuo DNR); 2. transportinė (atnea į baltymo sintezės vietą amino rūgtį); 3. ribosominė (sulipdo ribosomų struktūrą). 4. DNR ląstelėse randama branduolyje, metachondrijuose ir plastidėse (chloroplastuose pvz.). RNR randama ten pat ir dar citoplazmoje. DNR pasiymi stabilia struktūra, o RNR – lavilia (kintančia). Taip yra todėl, kad DND yra i tų pačių sekų. ATP(adenozintrifosfatas) ATP – tai polimeras, sudarytos i nukleotidų, kuriuos sudaro: 1. azotinė bazė adeninas 2. angliavandenis ribozė 3. tris fosfato grupės ATP – tai energetinė mediaga, nes jai skylant isiskyria daug energijos (hidrolizuojant ATP susidaro adenozinas, fosfatas ir energija)