Ląstelėse – organinės molekulės
Ląstelės sudarytos iš neorganinių ir organinių junginių.
Neorganinėms molekulėms būdinga:
1. turi teigiamų ir neigiamų jonų
2. turi daug joninių jungčių
3. yra sudarytos iš nedaugelio atomų
4. yra susijusios su negyvąja gamta
Organinėms molekulėms būdinga:
1. visuomet turi C ir H
2. dažnos kovalentinės jungtys
3. yra sudarytos iš daug atomų
4. susijusios su gyvąja gamta
Ląstelėse esantys neorganiniai junginiai – CO2 ir
H2O savybės:
1. nelengvai keičia būvį iš skysto į kietą ir iš skysto į dujinį. Tai lemia vandenilinės jungtys. Dėl šios savybės vanduo sušvelnina klimato temperatūros svyravimus
2. “priešinasi” temperatūros pokyčiams, ką lemia vandenilinės jungtys. Tai padeda išlaikyti kūno temperatūrą.
3. Universalus tirpiklis, ką lemia poliškumas. Todėl vanduo sudaro palankias sąlygas cheminiu reakcijų vyksmui.
4. Kohezyvus (sukibimas) ir adhezyvus (sulipimas), ką lemia vandenilinis jungtys ir poliškumas. Dėl to vanduo yra tinkama terpė pernašai.
5. Didelis paviršiaus tempimas yra nulemtas vandeniliniu jungčių. Todėl vandens paviršius sunkiai suardomas, suskaidomas.
6. Būdamas kietas turi mažesnį tankį nei būdamas skystas. Tai lemia vandenilinių jungčių pokyčiai. Todėl ledas plūduriuoja virš vandens.
Gyvosios ląstelės dažniausiai sudarytos iš anglies, vandenilio ir azoto (taip pat deguonies, fosforo ir sieros). Iš gyviesiems organizmams būdingiausių cheminių elementų būtent anglis dėl savo cheminių savybių gali sudaryti daugybę įvairiausių organinių molekulių, nuo kurių priklauso tiek visų gyvųjų organizmų panašumas, tiek didžiulė jų įvairovė. Nepaisant didelių išorinių skirtumų, visi gyvieji organizmai turi tas pačias svarbiausių molekulių grupes: angliavandenius, baltymus, lipidus ir nukleorūgštys.
Anglies atomai, turintys išoriniam 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 (rūgšties), ketono, aldehido, amino, merkapto ir fosfato). Anglies grandinės, sudarytos vien iš 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 mažų 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 iš 3-7 atomų. Monosacharidams priskiriama gliukozė (C6H12O6), ribozė ir dezoksiribozė (turi penkis anglies atomus – pentozės);
2. Disacharidai – sudaryti iš dviejų monosacharidų, sujungtų juos kondensuojant. Disacharidams priskiriama laktozė (jos daug piene) ir maltozė (jos yra virškinimo sistemoje, kur ji susidaro skaldant krakmolą), sacharozė (sudaryta iš gliukozės ir fruktozės);
3. Polisacharidai – sudėtingi angliavandeniai, sudaryti iš daug liekanų monosacharidų.
Krakmolas ir glikogenas yra polisacharidai. Jose kaupiamos gliukozės atsargos, kurias naudoja ląstelės kaip greitai pasiekiamos energijos šaltinį. Augaliniuose ląstelėse yra krakmolo, gyvūniniuose – glikogeno.
Augalų ląstelių sienelės yra sudarytos iš celiuliozės, o vėžių, krabų ir kitų gyvūnų šarvai – iš chitino. Šios medžiagos irgi yra polisacharidai, sudarytos iš tų pačių gliukozės molekulių kaip ir krakmolas ar glikogenas, tačiau kitaip sujungtų, todėl ir tinka kaip statybinės medžiagos.
Lipidai
Lipidai – savo sandara gana įvairios medžiagos, tačiau visi jie netirpsta vandenyje.
Riebalų rūgštys – tai ilga angliavandenilio grandinė su karboksilo (rūgšties) funkcine grupe viename gale. Riebalų rūgštys būna sočios (neturinčios dvigubų jungčių) ir nesočios (turi dvigubų jungčių; būna polinesočios ir mononesočios). Gyvuliniai riebalai sudaryti daugiausia iš sočiųjų riebalų rūgščių, o aliejai (augaliniai riebalai) – iš nesočiųjų. Gyvūninės kilmės riebalai dažniausiai 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 rūgštimis (šioje molekulėje pire kiekvienos glicerolio molekulės jungiasi po tris riebalų rūgštis, todėl ji vadinama trigliceridu). Trigliceridai yra neutralūs riebalai, kadangi juose nebeliko polinių grupių, kurios galėtu sudaryti vandenilines jungtis su vandeniliu. Todėl šie junginiai nelabai tirpsta vandenyje. Trigliceridai augalams ir gyvūnams yra ilgalaikės energijos
atsargos.