Organické
sloučeniny v živých systémech
Organické sloučeniny tvoří 95 % suché hmoty živých systémů,
většinou se jedná o makromolekulární látky (biopolymery). Jako biopolymery
označujeme nukleové kyseliny (DNA a RNA), proteiny a polysacharidy. Většina
biopolymerů má za fyziologických podmínek unikátní prostorovou
strukturu, která je nezbytná pro jejich biologickou
funkci. Svou strukturu dovedou často vratně měnit, čímž se liší od
anorganických molekul. K dalším složitějším (složeným) biomolekulám patří
lipidy, ačkoli nejde o polymery.
Kromě vysokomolekulárních látek se v organismu
vyskytují také nízkomolekulární organické sloučeniny (jednoduché biomolekuly).
Tvoří většinu meziproduktů nebo produktů metabolismu, slouží jako prekurzory
makromolekul nebo mají svou vlastní biologickou funkci v biochemických
dějích organismu.
V biologických systémech se vyskytují čtyři hlavní
skupiny organických sloučenin:
1)
Proteiny (bílkoviny) - makromolekuly
složené z alfa-aminokyselin, tvoří 50 - 80 % suché hmoty organismů
2)
Nukleové kyseliny -
makromolekuly složené z nukleotidů
3)
Sacharidy
- jednoduché nebo složené (polysacharidy)
4)
Lipidy -
pestrá skupina ve vodě nerozpustných látek
Hlavní funkce organických sloučenin:
·
stavební (tvorba struktur buněk, tkání i mezibuněčné hmoty)
·
zásobní (zásoba energie)
·
provozní (zdroj energie, meziprodukty a konečné produkty
metabolismu)
·
řídící (regulace biochemických dějů)
K charakteristickým vlastnostem biologicky účinných
organických látek patří stereospecifita. Existuje-li více
konfiguračních izomerů jedné látky,
bývá biologicky funkční jen jeden stereoizomer, který
má specifické uspořádání funkčních skupin v prostoru. V chemických
reakcích, které jsou katalyzovány enzymově, vzniká vždy jen daný stereoizomer.
Biomolekuly se navzájem dokáží specificky rozpoznávat.
Jejich specifita je založena na komplementaritě, tj. na vzájemně se
doplňujících strukturách (tato vlastnost bývá přirovnávána ke vztahu
klíč-zámek, většinou však jde o tzv. indukované přizpůsobení díky změně
konformace biomolekul při vzájemném kontaktu). Příkladem takového vztahu je
reakce enzym-substrát, ligand-receptor a antigen-protilátka, kdy jde
o vzájemnou komplementaritu mezi biopolymerem a jinou organickou látkou.
Biopolymer má část struktury komplementární ke struktuře látky, kterou je schopen
rozpoznat. Během těchto interakcí se nevytváří kovalentní vazby, spojení mezi
molekulami má charakter pouze slabých, nekovalentních vazeb.
Další informace:
Vladimíra
Kvasnicová