Биологийн молекулууд

БИОЛОГИЙН МОЛЕКУЛУУД

Амьд биед усны үүрэг, ач холбогдол

Ус нь устөрөгчийн хоёр атом, хүчилтөрөгчийн нэг атомаас тогтсон химийн нэгдэл юм. Химийн томьёо нь Н₂О. Хүчилтөрөгчийн атом гадаад давхраандаа 6 электронтой бөгөөд дундын хос үүсгэж усны молекулыг үүсгэдэг.

Усны молекул дахь хүчилтөрөгчийн атом хасах цэнэгтэй, устөрөгчийн атомууд нь ковалент холбоогоор холбогддог.

Хоёр хүчтэй цахилгаан сөрөг атом устөрөгчийн атомаар дамжин холбогдсон холбоог устөрөгчийн холбоо гэнэ.

Усны биологийн үүрэг: Амьд бие махбодод усны үүрэг тун их юм.

1.    Ус нь эсийн дотоод даралтыг хэвийн байлгаж эсийн хэлбэр бүтцийг хадгалах үүрэгтэй.

2.    Бие махбодод явагдах бодисын солилцооны болон энергийн солилцооны бүхий л урвалууд усан орчинд явагддаг. Өөрөөр хэлбэл, ус бол хамгийн түгээмэл уусгагч бөгөөд түүнд ихээхэн хэмжээний шим ба шим бус бодисууд ууссан байдаг. Учир нь бие махбодын 70% орчмыг ус эзэлдэг. Гэхдээ бие махбодод агуулагдах усны хэмжээ нас, хүйсээс шалтгаалан өөрчлөгддөг.

Тухайлбал: Хүний үр хөврөлд агуулагдах усны хэмжээ 100% байдаг бол нас ахих тусам багасаж настай хүмүүст 50% болтлоо буурдаг. Эсэд усны хэмжээ буурахад бодисын солилцоо буюу эсэд явагдах химийн урвалууд удааширдаг. Хүүхэд бодисын солилцооны эрчимт чанар өндөр, шим бодисуудын усархаг байдал илүү тул ус их зарцуулагдана. Хүүхдийн 1 кг жинд 100-150 гр ус шаардагддаг байна. Түүнээс гадна эрхтэн тус бүрд агуулагдах усны хэмжээ мөн л ялгаатай.

Ус нь ихэвчлэн бүдүүн гэдэснээс шимэгдэж цусанд нийлэн, эд эрхтнүүдэд (элэг, булчин, арьс гэх мэт) очдог. Цусан дахь усны агууламж харьцангуй тогтвортой. Хоол ундны хамт биед орсон усыг гаднаас авсан ус гэх ба биеийн бүх усны 80-85% орчмыг эзэлнэ. Харин бодисын солилцооны үед үүссэн усыг дотор ус гэх ба 10-15% байна. 100гр нүүрс ус бүрэн исэлдэн задрахад биед 55,6мл ус үүснэ.

            Ус бол бие махбодын дулаан зохицуулгын чухал хүчин зүйл болдог. Амьсгалах явцад биеэс алдагдах дулааны 25% орчим нь ууршилтаар гарах ба мөн төдий хэмжээний дулааныг арьсны гадаргуугаар хөлрөлтөөр алддаг байна. Иймээс хүний биед хоногт 2,5-3,0 л орчим ус хэрэгтэй.

Нүүрс усны бүтэц, түүний биологийн үүрэг

            Нүүрс ус нь нүүрстөрөгч (C), устөрөгч (H), Хүчилтөрөгч (O) гэсэн гуравхан элементээс бүтэх ба СН₂О гэсэн ерөнхий томьёонд захирагдах нэгдлүүд хамаарна. Байгаль дээр хамгийн их тархалттай шим бодис бөгөөд та бүгдийн хамгийн сайн мэдэх ургамлын эсийн ханыг бүрдүүлэгч эслэг, төмс, гурилд агуулагдах цардуул зэргийг нэрлэж болох юм. Нүүрс усыг химийн бүтэц найрлагыг үндэслэн 3 ангилдаг.

            Шим бодисууд нь байгаль дээр олон тооны бага молекултай жижиг хэсэг (мономер)-ээс бүтэх ба тэдгээр нь өөр хоорондоо нэгдэж макромолекулыг (полимер) үүсгэдэг.

            Моносахар. Хэрэв тухайн нүүрс ус зөвхөн нэг мономерээс тогтсон бол моносахар гэнэ. Моносахаруудын нэр –оз төгсгөлтэй байна. Моносахарт агуулагдах нүүрстөрөгчийн тооноос хамааруулж тэднийг нэрлэдэг. Жнь: 3н нүүрстөрөгчөөс тогтсон бол триоз, 4н нүүрстөрөгчөөс бүтсэн бол тетраз гэх мэт нэрлэнэ.

            Дисахар. Энэ нь 2 моносахаридаас тогтсон нүүрс ус юм. Моносахарын нэгэн адил –оз төгсгөлтэй байна. Байгаль дээр хамгийн өргөн тархалттай дисахар бол сахароз лактоз, мальтоз, целлобиоз юм.

            Полисахар. Полисахар нь олон тооны моносахараас бүтсэн нүүрс усыг хэлнэ. Та бүгдийн хамгийн сайн мэддэг полисахарт цардуул , эслэг зэрэг орно.

            Цардуул нь байгаль дээр өргөн тархалттай. Ургамлын фотосинтезийн үед үүссэн нүүрс ус нь булцуунд шим тэжээлийн бодис хэлбэрээр хадгалагдана. Төмс, үр тарианы ургамалд их хэмжээтэй агуулагддаг.

            Эслэг нь ургамлын эсийн ханыг бүрдүүлдэг. Аливаа мод, жимс жимсгэнэ, үр тарианы хальсанд их хамжээтэй агуулагдана.

Нүүрс усны биологийн үүрэг: Нүүрс усны биологийн үүрэг нь асар их. Үүнд:

1.    Энергийн эх булаг болдог ба 1г нүүрс ус задрахад 4,1 ккал энерги үүснэ.

2.    Шаардлагатай үед хэрэгтэй нөөц тэжээлийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

3.    ДНХ, РНХ, уургийн найрлага ходоодны шүүс салслаг шингэний найрлагад орж бүтцийг бүрдүүлдэг.

4.    Хамгаалах үүрэг гүйцэтгэдэг (иммунолобулины найрлагад байдаг).

5.    Тулгуурын механик үүрэгтэй (Яс мөгөөрсний найрлагад оролцдог).

Өөх тосны бүтэц түүний биологийн үүрэг

Өөх тос нь глицерин, тосны хүчлээс тогтсон нийлмэл нэгдэл юм. Өөрөөр хэлбэл, гурван атомт спирт болон тосны хүчлийн нийлмэл эфир юм. Химийн шинжлэх ухаанд 200 гаруй тосны хүчлүүд судлагдсанаас 30 орчим хувь нь хүн ба амьтны өөх тосны найрлагад оролцдог болохыг тогтоогоод байна. Тосны хүчлийн молекул нь карбогидратын гинж болон карбоксил бүлгээс бүтнэ.

      Карбогидратын гинж дэх СН2-ийн тоо олон байдаг тул R буюу радикалаар товчилж бичиж болно. Өөх тосны молекул дахь тосны хүчлүүд нь ханасан, ханаагүй тосны хүчлүүд байна. Хэрэв эсийн мембраны бүтцийн ихэнх нь ханаагүй өөхний хүчил байвал бодисын солилцооны эрчим нэмэгдэх бөгөөд энэ нь хөгшрөлтийг сааруулах хүчин зүйл болдог.

Өөх тосны биологийн үүрэг:

1.    Өөх тос нь эсийн мембраныг бүрэлдүүлж түүний сонгон нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлдэг.

2.    Мэдрэлийн импульс дамжуулах, эс хоорондын харилцааг бий болгодог.

3.    Өөх тос нь тэжээллэг чанар өндөр учраас бие махбодод энергийн эх үүсвэр болдог. 1 кг өөх тос исэлдэн задрахад 9,1 ккал энерги үүснэ.

4.    Эд эрхтнийг механик үйлчлэлээс хамгаална.

5.    Ургамал амьтанд дулаан тусгаарлагч үүрэгтэй.

6.    Биологийн идэвхт даавар, аминдэмийн үндсэн найрлагад оролцдог.

7.    Нөөц шим тэжээлийн бодис болдог.

Уургийн бүтэц, найрлага, биологийн үүрэг

Амьд бие махбодын найрлагад оролцлог шим бодисуудаас (нүүрс ус, өөх тос гэх мэт) онцгой чухал бөгөөд бүтцээрээ хамгийн нийлмэл нэгдэл бол уураг юм. Уургийг бүрдүүлдэг мономерийг аминхүчил гэнэ. Амин хүчил нь найрлагандаа амин болон карбоксил бүлэг агуулсан байна.

      Амин хүчил бүр өвөрмөц хажуугийн хэлхээ (гинж) буюу радикал R бүлэг агуулдаг.

Радикал бүлэг нь бүтэц, хэлхээ, устай харилцан үйлчлэлцэх чанар зэрэг байдлаараа бие биеэсээ ялгардаг. Амин хүчлүүд нь өөр хоорондоо амин болон карбоксил бүлгээр нэгдэж уургийн макромолекулыг үүсгэдэг. Уургийн молекулыг анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч, дөрөвдөгч бүтэцтэй гэж ангилдаг. Эдгээр бүтэц үүсэхэд пептидийн, ковалентийн, ионы, устөрөгчийн, дисульфидын холбоо оролцдог.

Уургийн ахндагч бүтэц. Олон тооны амин хүчлүүд өөр хоорондоо карбоксил бүлэг, амин бүлгээрээ холбогдож полипептид холбоо үүсгэсэн макромолекулыг уургийн анхдагч бүтэц гэнэ.

Уургийн хоёрдогч бүтэц. Уургийн анхдагч бүтэц бүхий полипептидын гинж орон зайд устөрөгчийн холбоогоор холбогдож ороомог хэлбэртэй макромолекулыг үүсгэхийг уургийн хоёрдогч бүтэц гэнэ. Хоёрдогч бүтэц бүхий уургууд анхдагч уургаас бат бөх байна.

Уургийн гуравдагч бүтэц. Устөрөгчийн холбоо бүхий уургийн хоёрдогч бүтэц орон зайд дахин мушгиралдахдаа ионы болон дисульфидын холбоогоор холбогдож уургийн гуравдагч бүтцийг үүсгэнэ. Гуравдагч бүтэц нь уургийн молекулын хэлбэрийг бөмбөлөг, эсвэл утаслаг байхыг тодорхойлдог. Тухайлбал: Хүн ба амьтны цусны найрлагад тогтмол хэмжээтэй агуулагддаг альбумин, глобулин уургууд бөмбөлөг хэлбэртэй бөгөөд бие махбодыг уургаар хангах үүрэгтэй.

Уургийн дөрөвдөгч бүтэц. Хоёр болон түүнээс дээш тооны полипептидийн гинж өөр хоорондоо нэгдэж уургийн дөрөвдөгч бүтцийг үүсгэнэ. Дөрөвдөгч бүтэцтэй уурагт цусны гемоглобин уураг орох бөгөөд эс, эдэд хүчилтөрөгчийг зөөх үүрэгтэй.

Уургийн биологийн үүрэг. Уураг нь амьд бие махбодын үйл ажиллагаанд онцгой ач холбогдолтой. Үүнд:

1.    Катализатор үүрэг. Эсийн доторх олон янзын химийн урвал нь энзим хэмээх биологийн катализаторын тусламжтайгаар явагддаг.

2.    Бүтцийн үүрэг: Амьд бие махбодын эсийн химийн найрлагын 16-18%-ийг уураг эзэлдэг.

3.    Энергийн үүрэг: 1гр уураг бүрэн задрахад 17,15 кж (4,1ккал) дулаан ялгардаг.

4.    Зөөх үүрэг: уураг нь эсийг хүчилтөрөгчөөр хангах, нүүрсхүчлийн хийг зайлуулахад зөөвөрлөгчийн үүрэг гүйцэтгэнэ. Мөн өөх тос, эрдэс бодисуудыг өвөрмөц бүтэц бүхий уургууд тээдэг.

5.    Удамшил дамжуулах үүрэг: Удамшил дамжуулах процесст энгийн уураг гистон ба нуклейн хүчлээс (ДНХ, РНХ) тогтсон нийлмэл уураг болох нуклеопротейд гүйцэтгэдэг.

6.    Хамгаалах үүрэг: Гадаад орчны таагүй хүчин зүйл болон дотоод орчны тогтмол байдал алдагдахын эсрэг төрөл бүрийн хамгаалах үүрэгтэй уургууд байдаг.

7.    Зохицуулах үүрэг: Цусны болон эсийн осмос даралт, орчны рН-ийг тогтмол хэмжээнд хадгалах, бодисын солилцоог зохицуулах, хянах гормонууд нь уургаас бүтсэн байдаг.

8.    Тэжээлийн бодисын үүрэг: Өндөг, мах, махан бүтээгдэхүүн, сүү зэрэг хүнсний бүтээгдэхүүнүүд уургаар баялаг.

9.    Агших үүрэг: Булчингийн агшилт, сулралтад олон уураг оролцдогоос гол үүргийг актин ба миозин гүйцэтгэдэг. Уургийн эдгээр үндсэн үүрэг нь тэдгээрийн бие махбодод гүйцэтгэдэг үүрэг, ач холбогдлыг хангалттай харуулдаг.